濃度検出装置と液体燃料電池に用いる燃料補給タンク
【課題】濃度検出装置と液体燃料電池に用いる燃料補給タンクの提供。
【解決手段】本発明は一種の濃度検出装置であり、容器内にある液体燃料の濃度を検出するのに用いる。当該濃度検出装置は回転機構を含む。当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり、Ｘ−Ｙ平面上で角度θを回転できるものである。当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含む。この浮動物体は互いに連結しあい、当該浮動物体それぞれの比重は当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができる。当該液体燃料の濃度がこれにより変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できる。
【解決手段】本発明は一種の濃度検出装置であり、容器内にある液体燃料の濃度を検出するのに用いる。当該濃度検出装置は回転機構を含む。当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり、Ｘ−Ｙ平面上で角度θを回転できるものである。当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含む。この浮動物体は互いに連結しあい、当該浮動物体それぞれの比重は当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができる。当該液体燃料の濃度がこれにより変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の濃度検出装置、特に燃料電池に使用する液体燃料の濃度を検出するのに用いる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は燃料と酸化剤中に貯蔵された化学エネルギーを、電極反応を通して電気エネルギーに直接変換する一種の発電装置である。燃料電池は種類がかなり多く、分類方式もそれぞれ異なっている。もし電解質性の差異により区別するならば、燃料電池にはアルカリ型燃料電池、リン酸型燃料電池、プロトン交換膜型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物型燃料電池等の異なる５種の電解質を有するものがある。そのうちプロトン交換膜型燃料電池は更にいわゆる直接メタノール燃料電池を含む。直接メタノール燃料電池はメタノールを直接燃料とし、あらかじめ水素に変換する必要がない。この電池は現在研究されている高いエネルギーを有する技術の１つであり、大型発電所、自動車用発電機、携帯電源等を応用面での目標にしている。
【０００３】
しかし直接メタノール燃料電池に類するような液体燃料電池は全て、商品化の過程である１つの問題を解決しなければならない。それは液体燃料の濃度を制御することである。理論上液体燃料の濃度が低下するほど、生み出される電力も少なくなる。逆に液体燃料の濃度が上昇するほど、生み出される電力も多くなる。そのため一種の濃度検出装置により液体燃料の濃度を随時モニタリングして、濃度が始終設定された基準値を維持するようにしなければならない。このようにして始めて、燃料電池は良質な電力供給が維持され、燃料電池からの不安定な電力供給で電子製品が損傷を受けることもなくなるのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の第１の目的は、一種の濃度検出装置を提供することで、燃料電池が必要な液体燃料の濃度に随時反応するのに用いることである。
【０００５】
本発明の第２の目的は、液体燃料電池に用いる一種の燃料供給タンクを提供することである。このタンクは燃料濃度検出装置を設置し、燃料供給タンク内の液体燃料の濃度に随時反応する。
【０００６】
本発明による上記の目的を達成するため、本発明は一種の濃度検出装置を提供し、いつでも容器内にある液体燃料の濃度を検出するのに用いる。当該濃度検出装置は回転機構を含む。当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり、Ｘ−Ｙ平面上で角度閘まで回転できるものである。当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含む。これら浮動物体は互いに連結しあい、これら浮動物体それぞれの比重は当該液体燃料の比重ρより大きくない。また、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができる。当該液体燃料の濃度がこれにより変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、濃度検出装置であり、容器内にある液体燃料の濃度を検出するのに用い、当該濃度検出装置は回転機構を含み、当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり回転中心を有し、更Ｘ−Ｙ平面上で角度θまで回転できるものであり、当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含み、
これら浮動物体は互いに連結しあい、それぞれの比重は当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができ、
当該液体燃料の濃度がこれにより変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できることを特徴とする濃度検出装置としている。
請求項２の発明は、当該浮動物体は、第１浮動物体、第２浮動物体、及び第３浮動物体を含み、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、これら浮動物体の質量中心と当該回転中心のＸ−Ｙ平面上における距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、かつ当該第１浮動物体の質量中心、当該第２浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、当該第１浮動物体の質量中心、第３浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３であることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置としている。
請求項３の発明は、Ｆ（θ，ρ）の関数はＦ（θ，ρ） = （Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３）であることを特徴とする請求項２記載の濃度検出装置としている。
請求項４の発明は、当該回転機構の回転角度θは判別式、
【数１】
により決定され、当該判別式における符号
【数２】
は偏微分を表すことを特徴とする請求項３記載の濃度検出装置としている。
請求項５の発明は、Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°であり、またＭ１、Ｍ２、Ｍ３は等比数列であることを特徴とする請求項２記載の濃度検出装置としている。
請求項６の発明は、当該浮動物体は球体であることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置としている。
請求項７の発明は、当該容器は燃料供給タンクであり、燃料電池が必要な燃料を供給するのに用いることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置としている。
請求項８の発明は、当該液体燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項７記載の濃度検出装置としている。
請求項９の発明は、当該液体燃料は耐腐食材料であることを特徴とする請求項８記載の濃度検出装置としている。
請求項１０の発明は、当該該燃料供給タンクは更に第１注入口を含み燃料を当該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項７記載の濃度検出装置としている。
請求項１１の発明は、当該燃料供給タンクは更に第２注入口を含み水溶液を当該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項１０記載の濃度検出装置としている。
請求項１２の発明は、当該燃料供給タンクは更に移送口を含み燃料を当該燃料電池のフローフィールド・プレートの注入口へ送り出すに用いることを特徴とする請求項１１記載の濃度検出装置としている。
請求項１３の発明は、ケース及び濃度検出装置を含み、
該ケースは中空の容器構造を用いて、液体燃料を収納するのに用い、
該濃度検出装置は当該ケース内にあり、当該液体燃料の濃度を検出するのに用い、当該濃度検出装置は少なくとも３個以上の回転機構を含み、当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり、また回転中心を有し、そしてＸ−Ｙ平面上で角度θまで回転し、そのうち当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含み、浮動物体は互いに連結しあい、当該浮動物体それぞれの比重が当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができ、
これにより、当該液体燃料の濃度変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できることを特徴とする液体燃料電池に用いる燃料補給タンクとしている。
請求項１４の発明は、当該浮動物体は第１浮動物体、第２浮動物体、及び第３浮動物体を含み、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３で、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、これら浮動物体の質量中心と当該回転中心のＸ−Ｙ平面上での距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、また当該第１浮動物体の質量中心、当該第２浮動物体の質量中心と回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、当該第１浮動物体の質量中心、当該第３浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置としている。
請求項１５の発明は、Ｆ（θ，ρ）の関数はＦ（θ，ρ） = （Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３）であることを特徴とする請求項１４記載の濃度検出装置としている。
請求項１６の発明は、当該回転機構の回転角度θは判別式
【数３】
により決定され、該判別式における符号
【数４】
は偏微分を表すことを特徴とする請求項１５記載の濃度検出装置としている。
請求項１７の発明は、Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°、またＭ１、Ｍ２、Ｍ３は等比数列であることを特徴とする請求項１４記載の濃度検出装置としている。
請求項１８の発明は、当該浮動物体は球体であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置としている。
請求項１９の発明は、当該液体燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置としている。
請求項２０の発明は、当該浮動物体は耐腐食材料であることを特徴とする請求項１９記載の濃度検出装置としている。
請求項２１の発明は、当該ケースは更に第１注入口を含み、該第１注入口は該液体燃料を該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置としている。
請求項２２の発明は、当該ケースは更に第２注入口を含み、該第２注入口は水溶液を該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項２１記載の濃度検出装置としている。
請求項２３の発明は、当該ケースは更に移送口を含み、当該移送口は当該液体燃料を当該液体燃料電池にあるフローフィールド・プレートの注入口へ送り出すのに用いることを特徴とする請求項２２記載の濃度検出装置としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の特徴と効果をまとめると以下の通りである：
１．製造を更に効果的に行うため、本発明である濃度検出装置は以下のパラメータが予め設定できる：Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°。またＭ１、Ｍ２、Ｍ３を等比数列（即ちＭ１ = r・Ｍ３、Ｍ２ = r2・Ｍ３）にすることができる。そのため本発明である濃度検出装置は製造コストが低く、大量生産が容易という長所を有している、
２．本発明である濃度検出装置は反応感度に極めて優れているため、液体燃料の濃度検知作業に大きな利便性がもたらされる。そのため本発明である濃度検出装置を応用した液体燃料電池の燃料供給タンクは、それ自身が良好な濃度検知能力を持ちうるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の濃度検出装置による実施例の側面図である。図２は図１記載の濃度検出装置がある状態に置かれた表示図である。図１では、燃料供給タンク（１）はケース（１０）を有し、中空の容器構造を用いて、燃料電池が必要な燃料、即ち液体燃料（１２）を収納、供給するのに用いる。液体燃料（１２）はメタノール水溶液であってもよい。燃料供給タンク（１）は更に第１注入口（１００）、第２注入口（１０２）、移送口（１０４）を含む。第１注入口（１００）は燃料を燃料供給タンク（１）内に注入するのに用いる。第２注入口（１０２）は水溶液を燃料供給タンク（１）内に注入し燃料の濃度を希釈するのに用いる。移送口（１０４）は燃料を燃料電池にあるフローフィールド・プレート（ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｐｌａｔｅ）に送り出すのに用いる（図中に表示なし）。
【００１０】
本発明の濃度検出装置は燃料供給タンク（１）にある液体燃料（１２）の濃度を検出するのに用いる。当該濃度検出装置は回転機構（１４）を含む。当該回転機構は当該液体燃料（１２）の液面下にあり回転中心（１４５）を有し、Ｘ−Ｙ平面上で角度θまで回転できるものである（図２参照）。図１に示したのは、回転機構（１４）が第１浮動物体（１４０）、第２浮動物体（１４２）、及び第３浮動物体（１４４）を含み、これらが互いに連結棒（１４６）により連結されていることである。そのうち第１浮動物体（１４０）、第２浮動物体（１４２）、及び第３浮動物体（１４４）は耐腐食材料により作られた球体で、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３である。またこれらの比重は全て液体燃料（１２）の比重ρより大きくない。更に図２を参照されたい。これら浮動物体の質量中心とその回転中心（１４５）のＸ−Ｙ平面上における距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、かつ第１浮動物体（１４０）の質量中心、第２浮動物体（１４２）の質量中心、及び回転中心（１４５）の中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、第１浮動物体（１４０）の質量中心、第３浮動物体（１４４）の質量中心、及び回転中心（１４５）がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３である。
【００１１】
図３は図２に示した濃度検出装置の別の状態を示した表示図である。この時には液体燃料（１２）は濃度に変化が起こっていて、浮動物体（１４０）、（１４２）、（１４４）それぞれがうける浮力もこれにより変化しているため、回転機構（１４）はＸ−Ｙ平面上で回転角度θまで回転する。最後に、第１浮動物体（１４０）、第２浮動物体（１４２）、及び第３浮動物体（１４４）は以下のトルクバランス方程式に基づく：
（Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３） = ０。
【００１２】
そのうちＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、θ２、θ３は常数である。上記のトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０により、回転機構（１４）は液体燃料（１２）の液面下で静止状態になり得る。また回転機構（１４）の回転角度θは一つの正確な代表値しか持ち得ず、以下の判別式に基づかなければならない：
数１これによりθ値を決定する。またこのうち符号数２は偏微分を表す。
【００１３】
本発明を実施することで液体燃料（１２）の濃度に変化が発生した時、回転機構（１４）の回転角度θを検出し、更に当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき液体燃料（１２）の比重ρを求める。これにより液体燃料（１２）の濃度が換算できるのである。仮に液体燃料（１２）がメタノール水溶液である場合は、図４に示したメタノール水溶液濃度と比重の対照表により、比重ρに対応するメタノール水溶液濃度が換算できる。
【００１４】
図５は本発明の濃度検出装置の好ましい実施例における液体燃料の比重（ρ）と回転機構の回転角度（θ）の関係図である。当該好ましい実施例の基本データは以下の通りである：
Ｍ１ = １.８６（ｇ）、Ｍ２ = １.４６（ｇ）、Ｍ３ = ２.３６（ｇ）、Ｖ１ = ２（ｃｍ3）、Ｖ２ = １.６（ｃｍ3）、Ｖ３ = ２.５（ｃｍ3）、Ｌ１ = ４２（ｍｍ）、Ｌ２ = ４１.７（ｍｍ）、Ｌ３ = ４３（ｍｍ）、θ２ = １１２.３°、θ３ = ２０６.５°。
【００１５】
図５を参考にすれば、特定の回転角度（θ）に対応する液体燃料の比重（ρ）値が容易に得られる。そして液体燃料の比重（ρ）が０.９から１の時、曲線は最も急であり、その間では回転機構の回転角度（θ）は６０°から３０°へ変化する。中間の落差は１００°近くにもなる。この実験結果が意味するものは、当該好ましい実施例に示した濃度検出装置が比重（ρ）が０.９から１の中間にある液体燃料の濃度検出に特に適していることである（図４に示したメタノール水溶液がその代表例である）。その原因は当該好ましい実施例における濃度検出装置がこの比重段階（０.９〜１）の反応感度が相当高く、液体燃料の濃度に変化が起こると、対応する液体燃料の比重（ρ）もこれにつれて変化することにある。この時観察者または観測装置は、回転機構が明確な幅の回転角度（θ）を有していることが容易に測定でき、液体燃料の濃度検知作業に大きな利便性がもたらされるのである。当然本発明である濃度検出装置はメタノール水溶液に応用できる以外にも、同時に燃料電池で比重が異なる他の液体燃料を用いている場合にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の濃度検出装置による実施例に基づく側面図である。
【図２】図１に表示した濃度検出装置のある状態における表示図である。
【図３】図２に表示した濃度検出装置の別の状態における表示図である。
【図４】メタノール水溶液の濃度と比重の対照表である。
【図５】本発明の濃度検出装置による好ましい実施例における液体燃料濃度と回転機構の回転角度の関係図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 燃料供給タンク
１０ ケース
１００ 第１注入口
１０２ 第２注入口
１０４ 移送口
１２ 液体燃料
１４ 回転機構
１４０ 第１浮動物体
１４２ 第２浮動物体
１４４ 第３浮動物体
１４５ 回転中心
１４６ 連結棒
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の濃度検出装置、特に燃料電池に使用する液体燃料の濃度を検出するのに用いる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は燃料と酸化剤中に貯蔵された化学エネルギーを、電極反応を通して電気エネルギーに直接変換する一種の発電装置である。燃料電池は種類がかなり多く、分類方式もそれぞれ異なっている。もし電解質性の差異により区別するならば、燃料電池にはアルカリ型燃料電池、リン酸型燃料電池、プロトン交換膜型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物型燃料電池等の異なる５種の電解質を有するものがある。そのうちプロトン交換膜型燃料電池は更にいわゆる直接メタノール燃料電池を含む。直接メタノール燃料電池はメタノールを直接燃料とし、あらかじめ水素に変換する必要がない。この電池は現在研究されている高いエネルギーを有する技術の１つであり、大型発電所、自動車用発電機、携帯電源等を応用面での目標にしている。
【０００３】
しかし直接メタノール燃料電池に類するような液体燃料電池は全て、商品化の過程である１つの問題を解決しなければならない。それは液体燃料の濃度を制御することである。理論上液体燃料の濃度が低下するほど、生み出される電力も少なくなる。逆に液体燃料の濃度が上昇するほど、生み出される電力も多くなる。そのため一種の濃度検出装置により液体燃料の濃度を随時モニタリングして、濃度が始終設定された基準値を維持するようにしなければならない。このようにして始めて、燃料電池は良質な電力供給が維持され、燃料電池からの不安定な電力供給で電子製品が損傷を受けることもなくなるのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の第１の目的は、一種の濃度検出装置を提供することで、燃料電池が必要な液体燃料の濃度に随時反応するのに用いることである。
【０００５】
本発明の第２の目的は、液体燃料電池に用いる一種の燃料供給タンクを提供することである。このタンクは燃料濃度検出装置を設置し、燃料供給タンク内の液体燃料の濃度に随時反応する。
【０００６】
本発明による上記の目的を達成するため、本発明は一種の濃度検出装置を提供し、いつでも容器内にある液体燃料の濃度を検出するのに用いる。当該濃度検出装置は回転機構を含む。当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり、Ｘ−Ｙ平面上で角度閘まで回転できるものである。当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含む。これら浮動物体は互いに連結しあい、これら浮動物体それぞれの比重は当該液体燃料の比重ρより大きくない。また、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができる。当該液体燃料の濃度がこれにより変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、濃度検出装置であり、容器内にある液体燃料の濃度を検出するのに用い、当該濃度検出装置は回転機構を含み、当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり回転中心を有し、更Ｘ−Ｙ平面上で角度θまで回転できるものであり、当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含み、
これら浮動物体は互いに連結しあい、それぞれの比重は当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができ、
当該液体燃料の濃度がこれにより変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できることを特徴とする濃度検出装置としている。
請求項２の発明は、当該浮動物体は、第１浮動物体、第２浮動物体、及び第３浮動物体を含み、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、これら浮動物体の質量中心と当該回転中心のＸ−Ｙ平面上における距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、かつ当該第１浮動物体の質量中心、当該第２浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、当該第１浮動物体の質量中心、第３浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３であることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置としている。
請求項３の発明は、Ｆ（θ，ρ）の関数はＦ（θ，ρ） = （Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３）であることを特徴とする請求項２記載の濃度検出装置としている。
請求項４の発明は、当該回転機構の回転角度θは判別式、
【数１】
により決定され、当該判別式における符号
【数２】
は偏微分を表すことを特徴とする請求項３記載の濃度検出装置としている。
請求項５の発明は、Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°であり、またＭ１、Ｍ２、Ｍ３は等比数列であることを特徴とする請求項２記載の濃度検出装置としている。
請求項６の発明は、当該浮動物体は球体であることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置としている。
請求項７の発明は、当該容器は燃料供給タンクであり、燃料電池が必要な燃料を供給するのに用いることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置としている。
請求項８の発明は、当該液体燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項７記載の濃度検出装置としている。
請求項９の発明は、当該液体燃料は耐腐食材料であることを特徴とする請求項８記載の濃度検出装置としている。
請求項１０の発明は、当該該燃料供給タンクは更に第１注入口を含み燃料を当該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項７記載の濃度検出装置としている。
請求項１１の発明は、当該燃料供給タンクは更に第２注入口を含み水溶液を当該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項１０記載の濃度検出装置としている。
請求項１２の発明は、当該燃料供給タンクは更に移送口を含み燃料を当該燃料電池のフローフィールド・プレートの注入口へ送り出すに用いることを特徴とする請求項１１記載の濃度検出装置としている。
請求項１３の発明は、ケース及び濃度検出装置を含み、
該ケースは中空の容器構造を用いて、液体燃料を収納するのに用い、
該濃度検出装置は当該ケース内にあり、当該液体燃料の濃度を検出するのに用い、当該濃度検出装置は少なくとも３個以上の回転機構を含み、当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり、また回転中心を有し、そしてＸ−Ｙ平面上で角度θまで回転し、そのうち当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含み、浮動物体は互いに連結しあい、当該浮動物体それぞれの比重が当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができ、
これにより、当該液体燃料の濃度変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できることを特徴とする液体燃料電池に用いる燃料補給タンクとしている。
請求項１４の発明は、当該浮動物体は第１浮動物体、第２浮動物体、及び第３浮動物体を含み、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３で、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、これら浮動物体の質量中心と当該回転中心のＸ−Ｙ平面上での距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、また当該第１浮動物体の質量中心、当該第２浮動物体の質量中心と回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、当該第１浮動物体の質量中心、当該第３浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置としている。
請求項１５の発明は、Ｆ（θ，ρ）の関数はＦ（θ，ρ） = （Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３）であることを特徴とする請求項１４記載の濃度検出装置としている。
請求項１６の発明は、当該回転機構の回転角度θは判別式
【数３】
により決定され、該判別式における符号
【数４】
は偏微分を表すことを特徴とする請求項１５記載の濃度検出装置としている。
請求項１７の発明は、Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°、またＭ１、Ｍ２、Ｍ３は等比数列であることを特徴とする請求項１４記載の濃度検出装置としている。
請求項１８の発明は、当該浮動物体は球体であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置としている。
請求項１９の発明は、当該液体燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置としている。
請求項２０の発明は、当該浮動物体は耐腐食材料であることを特徴とする請求項１９記載の濃度検出装置としている。
請求項２１の発明は、当該ケースは更に第１注入口を含み、該第１注入口は該液体燃料を該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置としている。
請求項２２の発明は、当該ケースは更に第２注入口を含み、該第２注入口は水溶液を該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項２１記載の濃度検出装置としている。
請求項２３の発明は、当該ケースは更に移送口を含み、当該移送口は当該液体燃料を当該液体燃料電池にあるフローフィールド・プレートの注入口へ送り出すのに用いることを特徴とする請求項２２記載の濃度検出装置としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の特徴と効果をまとめると以下の通りである：
１．製造を更に効果的に行うため、本発明である濃度検出装置は以下のパラメータが予め設定できる：Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°。またＭ１、Ｍ２、Ｍ３を等比数列（即ちＭ１ = r・Ｍ３、Ｍ２ = r2・Ｍ３）にすることができる。そのため本発明である濃度検出装置は製造コストが低く、大量生産が容易という長所を有している、
２．本発明である濃度検出装置は反応感度に極めて優れているため、液体燃料の濃度検知作業に大きな利便性がもたらされる。そのため本発明である濃度検出装置を応用した液体燃料電池の燃料供給タンクは、それ自身が良好な濃度検知能力を持ちうるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の濃度検出装置による実施例の側面図である。図２は図１記載の濃度検出装置がある状態に置かれた表示図である。図１では、燃料供給タンク（１）はケース（１０）を有し、中空の容器構造を用いて、燃料電池が必要な燃料、即ち液体燃料（１２）を収納、供給するのに用いる。液体燃料（１２）はメタノール水溶液であってもよい。燃料供給タンク（１）は更に第１注入口（１００）、第２注入口（１０２）、移送口（１０４）を含む。第１注入口（１００）は燃料を燃料供給タンク（１）内に注入するのに用いる。第２注入口（１０２）は水溶液を燃料供給タンク（１）内に注入し燃料の濃度を希釈するのに用いる。移送口（１０４）は燃料を燃料電池にあるフローフィールド・プレート（ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｐｌａｔｅ）に送り出すのに用いる（図中に表示なし）。
【００１０】
本発明の濃度検出装置は燃料供給タンク（１）にある液体燃料（１２）の濃度を検出するのに用いる。当該濃度検出装置は回転機構（１４）を含む。当該回転機構は当該液体燃料（１２）の液面下にあり回転中心（１４５）を有し、Ｘ−Ｙ平面上で角度θまで回転できるものである（図２参照）。図１に示したのは、回転機構（１４）が第１浮動物体（１４０）、第２浮動物体（１４２）、及び第３浮動物体（１４４）を含み、これらが互いに連結棒（１４６）により連結されていることである。そのうち第１浮動物体（１４０）、第２浮動物体（１４２）、及び第３浮動物体（１４４）は耐腐食材料により作られた球体で、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３である。またこれらの比重は全て液体燃料（１２）の比重ρより大きくない。更に図２を参照されたい。これら浮動物体の質量中心とその回転中心（１４５）のＸ−Ｙ平面上における距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、かつ第１浮動物体（１４０）の質量中心、第２浮動物体（１４２）の質量中心、及び回転中心（１４５）の中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、第１浮動物体（１４０）の質量中心、第３浮動物体（１４４）の質量中心、及び回転中心（１４５）がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３である。
【００１１】
図３は図２に示した濃度検出装置の別の状態を示した表示図である。この時には液体燃料（１２）は濃度に変化が起こっていて、浮動物体（１４０）、（１４２）、（１４４）それぞれがうける浮力もこれにより変化しているため、回転機構（１４）はＸ−Ｙ平面上で回転角度θまで回転する。最後に、第１浮動物体（１４０）、第２浮動物体（１４２）、及び第３浮動物体（１４４）は以下のトルクバランス方程式に基づく：
（Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３） = ０。
【００１２】
そのうちＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、θ２、θ３は常数である。上記のトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０により、回転機構（１４）は液体燃料（１２）の液面下で静止状態になり得る。また回転機構（１４）の回転角度θは一つの正確な代表値しか持ち得ず、以下の判別式に基づかなければならない：
数１これによりθ値を決定する。またこのうち符号数２は偏微分を表す。
【００１３】
本発明を実施することで液体燃料（１２）の濃度に変化が発生した時、回転機構（１４）の回転角度θを検出し、更に当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき液体燃料（１２）の比重ρを求める。これにより液体燃料（１２）の濃度が換算できるのである。仮に液体燃料（１２）がメタノール水溶液である場合は、図４に示したメタノール水溶液濃度と比重の対照表により、比重ρに対応するメタノール水溶液濃度が換算できる。
【００１４】
図５は本発明の濃度検出装置の好ましい実施例における液体燃料の比重（ρ）と回転機構の回転角度（θ）の関係図である。当該好ましい実施例の基本データは以下の通りである：
Ｍ１ = １.８６（ｇ）、Ｍ２ = １.４６（ｇ）、Ｍ３ = ２.３６（ｇ）、Ｖ１ = ２（ｃｍ3）、Ｖ２ = １.６（ｃｍ3）、Ｖ３ = ２.５（ｃｍ3）、Ｌ１ = ４２（ｍｍ）、Ｌ２ = ４１.７（ｍｍ）、Ｌ３ = ４３（ｍｍ）、θ２ = １１２.３°、θ３ = ２０６.５°。
【００１５】
図５を参考にすれば、特定の回転角度（θ）に対応する液体燃料の比重（ρ）値が容易に得られる。そして液体燃料の比重（ρ）が０.９から１の時、曲線は最も急であり、その間では回転機構の回転角度（θ）は６０°から３０°へ変化する。中間の落差は１００°近くにもなる。この実験結果が意味するものは、当該好ましい実施例に示した濃度検出装置が比重（ρ）が０.９から１の中間にある液体燃料の濃度検出に特に適していることである（図４に示したメタノール水溶液がその代表例である）。その原因は当該好ましい実施例における濃度検出装置がこの比重段階（０.９〜１）の反応感度が相当高く、液体燃料の濃度に変化が起こると、対応する液体燃料の比重（ρ）もこれにつれて変化することにある。この時観察者または観測装置は、回転機構が明確な幅の回転角度（θ）を有していることが容易に測定でき、液体燃料の濃度検知作業に大きな利便性がもたらされるのである。当然本発明である濃度検出装置はメタノール水溶液に応用できる以外にも、同時に燃料電池で比重が異なる他の液体燃料を用いている場合にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の濃度検出装置による実施例に基づく側面図である。
【図２】図１に表示した濃度検出装置のある状態における表示図である。
【図３】図２に表示した濃度検出装置の別の状態における表示図である。
【図４】メタノール水溶液の濃度と比重の対照表である。
【図５】本発明の濃度検出装置による好ましい実施例における液体燃料濃度と回転機構の回転角度の関係図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 燃料供給タンク
１０ ケース
１００ 第１注入口
１０２ 第２注入口
１０４ 移送口
１２ 液体燃料
１４ 回転機構
１４０ 第１浮動物体
１４２ 第２浮動物体
１４４ 第３浮動物体
１４５ 回転中心
１４６ 連結棒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度検出装置であり、容器内にある液体燃料の濃度を検出するのに用い、当該濃度検出装置は回転機構を含み、当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり回転中心を有し、更Ｘ−Ｙ平面上で角度θまで回転できるものであり、当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含み、
これら浮動物体は互いに連結しあい、それぞれの比重は当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができ、
当該液体燃料の濃度がこれにより変化が発生した時、当該回転機構の回転角度閘を検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できることを特徴とする濃度検出装置。
【請求項２】
当該浮動物体は、第１浮動物体、第２浮動物体、及び第３浮動物体を含み、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、これら浮動物体の質量中心と当該回転中心のＸ−Ｙ平面上における距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、かつ当該第１浮動物体の質量中心、当該第２浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、当該第１浮動物体の質量中心、第３浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３であることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置。
【請求項３】
Ｆ（θ，ρ）の関数はＦ（θ，ρ） = （Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３）であることを特徴とする請求項２記載の濃度検出装置。
【請求項４】
当該回転機構の回転角度θは判別式、
【数１】
により決定され、当該判別式における符号
【数２】
は偏微分を表すことを特徴とする請求項３記載の濃度検出装置。
【請求項５】
Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°であり、またＭ１、Ｍ２、Ｍ３は等比数列であることを特徴とする請求項２記載の濃度検出装置。
【請求項６】
当該浮動物体は球体であることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置。
【請求項７】
当該容器は燃料供給タンクであり、燃料電池が必要な燃料を供給するのに用いることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置。
【請求項８】
当該液体燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項７記載の濃度検出装置。
【請求項９】
当該液体燃料は耐腐食材料であることを特徴とする請求項８記載の濃度検出装置。
【請求項１０】
当該該燃料供給タンクは更に第１注入口を含み燃料を当該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項７記載の濃度検出装置。
【請求項１１】
当該燃料供給タンクは更に第２注入口を含み水溶液を当該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項１０記載の濃度検出装置。
【請求項１２】
当該燃料供給タンクは更に移送口を含み燃料を当該燃料電池のフローフィールド・プレートの注入口へ送り出すに用いることを特徴とする請求項１１記載の濃度検出装置。
【請求項１３】
ケース及び濃度検出装置を含み、
該ケースは中空の容器構造を用いて、液体燃料を収納するのに用い、
該濃度検出装置は当該ケース内にあり、当該液体燃料の濃度を検出するのに用い、当該濃度検出装置は少なくとも３個以上の回転機構を含み、当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり、また回転中心を有し、そしてＸ−Ｙ平面上で角度θまで回転し、そのうち当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含み、浮動物体は互いに連結しあい、当該浮動物体それぞれの比重が当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができ、
これにより、当該液体燃料の濃度変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できることを特徴とする液体燃料電池に用いる燃料補給タンク。
【請求項１４】
当該浮動物体は第１浮動物体、第２浮動物体、及び第３浮動物体を含み、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３で、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、これら浮動物体の質量中心と当該回転中心のＸ−Ｙ平面上での距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、また当該第１浮動物体の質量中心、当該第２浮動物体の質量中心と回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、当該第１浮動物体の質量中心、当該第３浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置。
【請求項１５】
Ｆ（θ，ρ）の関数はＦ（θ，ρ） = （Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３）であることを特徴とする請求項１４記載の濃度検出装置。
【請求項１６】
当該回転機構の回転角度閘は判別式
【数３】
により決定され、該判別式における符号
【数４】
は偏微分を表すことを特徴とする請求項１５記載の濃度検出装置。
【請求項１７】
Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°、またＭ１、Ｍ２、Ｍ３は等比数列であることを特徴とする請求項１４記載の濃度検出装置。
【請求項１８】
当該浮動物体は球体であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置。
【請求項１９】
当該液体燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置。
【請求項２０】
当該浮動物体は耐腐食材料であることを特徴とする請求項１９記載の濃度検出装置。
【請求項２１】
当該ケースは更に第１注入口を含み、該第１注入口は該液体燃料を該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置。
【請求項２２】
当該ケースは更に第２注入口を含み、該第２注入口は水溶液を該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項２１記載の濃度検出装置。
【請求項２３】
当該ケースは更に移送口を含み、当該移送口は当該液体燃料を当該液体燃料電池にあるフローフィールド・プレートの注入口へ送り出すのに用いることを特徴とする請求項２２記載の濃度検出装置。
【請求項１】
濃度検出装置であり、容器内にある液体燃料の濃度を検出するのに用い、当該濃度検出装置は回転機構を含み、当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり回転中心を有し、更Ｘ−Ｙ平面上で角度θまで回転できるものであり、当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含み、
これら浮動物体は互いに連結しあい、それぞれの比重は当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができ、
当該液体燃料の濃度がこれにより変化が発生した時、当該回転機構の回転角度閘を検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できることを特徴とする濃度検出装置。
【請求項２】
当該浮動物体は、第１浮動物体、第２浮動物体、及び第３浮動物体を含み、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、これら浮動物体の質量中心と当該回転中心のＸ−Ｙ平面上における距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、かつ当該第１浮動物体の質量中心、当該第２浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、当該第１浮動物体の質量中心、第３浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３であることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置。
【請求項３】
Ｆ（θ，ρ）の関数はＦ（θ，ρ） = （Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３）であることを特徴とする請求項２記載の濃度検出装置。
【請求項４】
当該回転機構の回転角度θは判別式、
【数１】
により決定され、当該判別式における符号
【数２】
は偏微分を表すことを特徴とする請求項３記載の濃度検出装置。
【請求項５】
Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°であり、またＭ１、Ｍ２、Ｍ３は等比数列であることを特徴とする請求項２記載の濃度検出装置。
【請求項６】
当該浮動物体は球体であることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置。
【請求項７】
当該容器は燃料供給タンクであり、燃料電池が必要な燃料を供給するのに用いることを特徴とする請求項１記載の濃度検出装置。
【請求項８】
当該液体燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項７記載の濃度検出装置。
【請求項９】
当該液体燃料は耐腐食材料であることを特徴とする請求項８記載の濃度検出装置。
【請求項１０】
当該該燃料供給タンクは更に第１注入口を含み燃料を当該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項７記載の濃度検出装置。
【請求項１１】
当該燃料供給タンクは更に第２注入口を含み水溶液を当該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項１０記載の濃度検出装置。
【請求項１２】
当該燃料供給タンクは更に移送口を含み燃料を当該燃料電池のフローフィールド・プレートの注入口へ送り出すに用いることを特徴とする請求項１１記載の濃度検出装置。
【請求項１３】
ケース及び濃度検出装置を含み、
該ケースは中空の容器構造を用いて、液体燃料を収納するのに用い、
該濃度検出装置は当該ケース内にあり、当該液体燃料の濃度を検出するのに用い、当該濃度検出装置は少なくとも３個以上の回転機構を含み、当該回転機構は当該液体燃料の液面下にあり、また回転中心を有し、そしてＸ−Ｙ平面上で角度θまで回転し、そのうち当該回転機構は少なくとも３個以上の浮動物体を含み、浮動物体は互いに連結しあい、当該浮動物体それぞれの比重が当該液体燃料の比重ρより大きくなく、これら浮動物体がトルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づくことで、当該回転機構は当該液体燃料の液面下で静止状態になることができ、
これにより、当該液体燃料の濃度変化が発生した時、当該回転機構の回転角度θを検出し、当該トルクバランス方程式Ｆ（θ，ρ）＝０に基づき当該液体燃料の比重ρを求め、それにより当該液体燃料の濃度が換算できることを特徴とする液体燃料電池に用いる燃料補給タンク。
【請求項１４】
当該浮動物体は第１浮動物体、第２浮動物体、及び第３浮動物体を含み、これら浮動球体の質量はそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３で、体積はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３であり、これら浮動物体の質量中心と当該回転中心のＸ−Ｙ平面上での距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３であり、また当該第１浮動物体の質量中心、当該第２浮動物体の質量中心と回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ２であり、当該第１浮動物体の質量中心、当該第３浮動物体の質量中心、及び当該回転中心がＸ−Ｙ平面上で形成する夾角がθ３であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置。
【請求項１５】
Ｆ（θ，ρ）の関数はＦ（θ，ρ） = （Ｍ１−ρ・Ｖ１）・Ｌ１・ｃｏｓθ＋（Ｍ２−ρ・Ｖ２）・Ｌ２・ｃｏｓ （θ＋θ２）＋（Ｍ３−ρ・Ｖ３）・Ｌ３・ｃｏｓ （θ＋θ３）であることを特徴とする請求項１４記載の濃度検出装置。
【請求項１６】
当該回転機構の回転角度閘は判別式
【数３】
により決定され、該判別式における符号
【数４】
は偏微分を表すことを特徴とする請求項１５記載の濃度検出装置。
【請求項１７】
Ｖ１ = Ｖ２ = Ｖ３、Ｌ１ = Ｌ２ = Ｌ３、θ２ = １２０°、θ３ = ２４０°、またＭ１、Ｍ２、Ｍ３は等比数列であることを特徴とする請求項１４記載の濃度検出装置。
【請求項１８】
当該浮動物体は球体であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置。
【請求項１９】
当該液体燃料はメタノール水溶液であることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置。
【請求項２０】
当該浮動物体は耐腐食材料であることを特徴とする請求項１９記載の濃度検出装置。
【請求項２１】
当該ケースは更に第１注入口を含み、該第１注入口は該液体燃料を該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項１３記載の濃度検出装置。
【請求項２２】
当該ケースは更に第２注入口を含み、該第２注入口は水溶液を該燃料供給タンク内に注入するのに用いることを特徴とする請求項２１記載の濃度検出装置。
【請求項２３】
当該ケースは更に移送口を含み、当該移送口は当該液体燃料を当該液体燃料電池にあるフローフィールド・プレートの注入口へ送り出すのに用いることを特徴とする請求項２２記載の濃度検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１４７６０５（Ｐ２００７−１４７６０５Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９９４４０（Ｐ２００６−２９９４４０）
【出願日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【出願人】（５０４３６３５５５）勝光科技股▲ふん▼有限公司 (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【出願人】（５０４３６３５５５）勝光科技股▲ふん▼有限公司 (27)
【Ｆターム（参考）】
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