(57)【要約】【課題】  燃料を燃料容器内に保管しているときまたは燃料を燃料容器から機器本体に供給するときに燃料が外部に漏れ出すのを防止する。【解決手段】  流体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部２と、燃料貯蔵部２に取り付けられて機器本体に着脱可能に接続される接続部３とを有し、機器本体に流体燃料を供給するための燃料容器１である。接続部３は、開閉弁５と破壊シール部材４とを有する。開閉弁５は、燃料貯蔵部２と機器本体とが接続されるときに開き、燃料貯蔵部２と機器本体とが分離されるときに閉じるように構成されている。破壊シール部材４は、開閉弁５と燃料貯蔵部２との間に配置されて燃料貯蔵部２内の流体燃料をシールし、燃料容器１と機器本体とが初めて接続される際に破壊されて燃料貯蔵部２内の流体燃料のシールを開放するように構成され、流体燃料で侵食されにくい材料からなる。【選択図】  図１
2006278081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部に取り付けられて機器本体に着脱可能に接続される接続部とを有し、機器本体に前記流体燃料を供給するための燃料容器において、
前記接続部は、
前記燃料容器と前記機器本体とが接続されるときに開き、前記燃料容器と前記機器本体とが分離されるときに閉じるように構成された開閉弁と、
燃料容器と前記機器本体とが初めて接続されるまで前記燃料が前記弾性シール部材と接触しないように前記燃料貯蔵部内の前記流体燃料をシールし、前記燃料容器と前記機器本体とが初めて接続される際に破壊されて前記燃料貯蔵部内の前記流体燃料のシールを開放するように構成される破壊シール部材と、
を有すること、を特徴とする燃料容器。
【請求項２】
前記開閉弁は、
その開閉弁の開閉に応じて移動する弁体と、
前記燃料貯蔵部に固定された弁箱と、
前記弁箱に密着固定されて、開閉弁が閉じるときに前記弁体と密着してその開閉弁を密閉する弾性シール部材と、
を有すること、を特徴とする請求項１に記載の燃料容器。
【請求項３】
前記弾性シール部材は、この弾性シール部材を通って漏洩する流れの方向に沿って直列に並べられた複数個のＯリングを含むこと、を特徴とする請求項２に記載の燃料容器。
【請求項４】
前記破壊シール部材は、前記燃料容器に溶着されていること、を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料容器。
【請求項５】
機器本体と、流体燃料を貯蔵して前記機器本体に流体燃料を供給するための、前記機器本体に着脱可能な燃料容器と、を有する燃料供給システムにおいて、
前記機器本体は、前記燃料容器からの流体燃料を導入するための燃料供給配管と、この燃料供給配管が取り付けられた弁押しとを有し、
前記燃料容器は、前記流体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部に取り付けられて前記機器本体に着脱可能に接続される接続部とを有し、
前記接続部は、
前記弁押しが押し付けられるときに開き、前記弁押しが引き離されるときに閉じるように構成された開閉弁と、
前記燃料貯蔵部内の前記流体燃料をシールし、前記弁押しが初めて押し付けられる際に破壊されて前記燃料貯蔵部内の前記流体燃料のシールを開放するように構成される破壊シール部材と、
を有すること、を特徴とする燃料供給システム。
【請求項６】
液体状態の燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部に取り付けられて前記機器本体に着脱可能に接続される接続部とを有し、機器本体に前記液体燃料を供給するための燃料容器において、
前記接続部は、
前記燃料容器と前記機器本体とが接続されるときには開き、前記燃料容器と前記機器本体とが分離されるときには閉じるように構成された燃料容器開閉弁と、
少なくとも前記機器本体と前記燃料容器とが接続されたときに前記燃料容器開閉弁の外側をシールして覆うように配置されるカバー部材と、
前記カバー部材内で前記燃料容器開閉弁の外側に配置され、前記機器本体と前記燃料容器とが接続されるときに圧縮され、前記機器本体と前記燃料容器とが分離されるときに伸張されてその内部に前記液体燃料を保持できるように構成された空隙を有する弾性多孔質部材と、
を有し、
前記カバー部材は、前記弾性多孔質部材が圧縮された状態と伸張された状態を通じて前記弾性多孔質部材を覆うように構成されていること、を特徴とする燃料容器。
【請求項７】
前記燃料容器開閉弁は、前記機器本体の少なくとも一部を押し付けたときに開き、前記機器本体の少なくとも一部を引き離したときに閉じるように構成されていること、を特徴とする請求項６に記載の燃料容器。
【請求項８】
前記燃料貯蔵部内の前記液体燃料をシールし、前記燃料容器と前記機器本体とが初めて接続される際に破壊されて前記燃料貯蔵部内の前記液体燃料のシールを開放するように構成される破壊シール部材をさらに有すること、を特徴とする請求項６ないし７のいずれかに記載の燃料容器。
【請求項９】
機器本体開閉弁を有する機器本体と、液体状態の燃料を貯蔵し前記機器本体に着脱可能であって燃料容器開閉弁を有する燃料容器とを有し、前記機器本体と燃料容器とが接続された状態で前記機器本体開閉弁および前記燃料容器開閉弁が開き、前記機器本体開閉弁および前記燃料容器開閉弁が閉じた状態で前記機器本体と燃料容器とが切り離されるように構成された燃料供給システムにおいて、
少なくとも前記機器本体開閉弁および前記燃料容器開閉弁が開いているときにこれら機器本体開閉弁および前記燃料容器開閉弁を覆ってシールし、前記機器本体と燃料容器とが切り離されるときに開放されるカバーと、
前記カバーの内側で前記機器本体開閉弁および燃料容器開閉弁の外側に配置され、前記機器本体と燃料容器とが接続されるときに圧縮され、前記機器本体と燃料容器とが分離されるときに伸張されてその内部に前記液体燃料を保持できるように構成された弾性多孔質部材と、
を有すること、を特徴とする燃料供給システム。
【請求項１０】
前記カバーは、前記機器本体側に取り付けられた第１のカバーと、前記燃料容器側に取り付けられた第２のカバーとを有し、前記第１のカバーと第２のカバーとが摺動シール部材によってシールされた状態で互いに摺動できるように構成されていること、を特徴とする請求項９に記載の燃料供給システム。
【請求項１１】
前記カバーは、シールを保持しながら軸方向長さを伸縮できる構造を有すること、を特徴とする請求項９に記載の燃料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯型燃料電池などの機器本体に着脱して流体燃料を供給するための燃料容器およびかかる燃料供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池などの機器本体に液体燃料を供給する方法として、機器本体と着脱可能な燃料容器を用いる技術が知られている（たとえば特許文献１、２参照）。燃料電池の燃料としては、たとえば、水／メタノール、水／メタノール／ジメチルエーテル、メタノール／ジメチルエーテルなどの揮発性液体を含む混合溶液が用いられる。このような混合溶液を貯蔵する燃料容器としては、たとえば、ゴムと弁により液体をシールする構造が知られている。
【０００３】
また、燃料容器から機器本体への燃料供給の際に燃料注入口から漏れ出した液体燃料が電気機器などに付着するのを防ぐために燃料注入口の周囲に燃料吸収部材を設ける技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６５０００号公報
【特許文献２】特開２００４−２８１３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の燃料電池などの機器本体に液体燃料を供給する燃料容器では、燃料容器保管時に揮発性の燃料が漏れやすく、燃料組成が変動してしまうという課題がある。また、エーテル類は一般的にゴムを侵す性質があり、保管時にシール部が劣化し、燃料が漏れやすくなるという課題もある。このような課題は揮発性液体を含む混合溶液において特に著しいが、ジメチルエーテルなどの単一組成の燃料を有する燃料容器でも、シール部の劣化の問題は同様である。
【０００５】
また前述のように、特許文献１には、燃料容器から機器本体への燃料供給の際に燃料注入口からの漏れ出した液体燃料が電気機器などに付着するのを防ぐ技術が開示されているが、ここに開示された技術では、外部に燃料が漏れ出すのを防止または抑制することはできない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、燃料が外部に漏れ出すのを防止または抑制できる燃料容器および燃料供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するものであって、一つの態様では、流体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部に取り付けられて機器本体に着脱可能に接続される接続部とを有し、機器本体に前記流体燃料を供給するための燃料容器において、前記接続部は、前記燃料容器と前記機器本体とが接続されるときに開き、前記燃料容器と前記機器本体とが分離されるときに閉じるように構成された開閉弁と、燃料容器と前記機器本体とが始めて接続されるまで前記燃料が前記弾性シール部材と接触しないように前記燃料貯蔵部内の前記流体燃料をシールし、前記燃料容器と前記機器本体とが初めて接続される際に破壊されて前記燃料貯蔵部内の前記流体燃料のシールを開放するように構成される破壊シール部材と、を有すること、を特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の態様では、機器本体と、流体燃料を貯蔵して前記機器本体に流体燃料を供給するための、前記機器本体に着脱可能な燃料容器と、を有する燃料供給システムにおいて、前記機器本体は、前記燃料容器からの流体燃料を導入するための燃料供給配管と、この燃料供給配管が取り付けられた弁押しとを有し、前記燃料容器は、前記流体燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部に取り付けられて前記機器本体に着脱可能に接続される接続部とを有し、前記接続部は、前記弁押しが押し付けられるときに開き、前記弁押しが引き離されるときに閉じるように構成された開閉弁と、前記燃料貯蔵部内の前記流体燃料をシールし、前記弁押しが初めて押し付けられる際に破壊されて前記燃料貯蔵部内の前記流体燃料のシールを開放するように構成される破壊シール部材と、を有すること、を特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の他の態様では、液体状態の燃料を貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部に取り付けられて前記機器本体に着脱可能に接続される接続部とを有し、機器本体に前記液体燃料を供給するための燃料容器において、前記接続部は、前記燃料容器と前記機器本体とが接続されるときには開き、前記燃料容器と前記機器本体とが分離されるときには閉じるように構成された燃料容器開閉弁と、少なくとも前記機器本体と前記燃料容器とが接続されたときに前記燃料容器開閉弁の外側をシールして覆うように配置されるカバー部材と、前記カバー部材内で前記燃料容器開閉弁の外側に配置され、前記機器本体と前記燃料容器とが接続されるときに圧縮され、前記機器本体と前記燃料容器とが分離されるときに伸張されてその内部に前記液体燃料を保持できるように構成された空隙を有する弾性多孔質部材と、を有し、前記カバー部材は、前記弾性多孔質部材が圧縮された状態と伸張された状態を通じて前記弾性多孔質部材を覆うように構成されていること、を特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の他の態様では、機器本体開閉弁を有する機器本体と、液体状態の燃料を貯蔵し前記機器本体に着脱可能であって燃料容器開閉弁を有する燃料容器とを有し、前記機器本体と燃料容器とが接続された状態で前記機器本体開閉弁および前記燃料容器開閉弁が開き、前記機器本体開閉弁および前記燃料容器開閉弁が閉じた状態で前記機器本体と燃料容器とが切り離されるように構成された燃料供給システムにおいて、少なくとも前記機器本体開閉弁および前記燃料容器開閉弁が開いているときにこれら機器本体開閉弁および前記燃料容器開閉弁を覆ってシールし、前記機器本体と燃料容器とが切り離されるときに開放されるカバーと、前記カバーの内側で前記機器本体開閉弁および燃料容器開閉弁の外側に配置され、前記機器本体と燃料容器とが接続されるときに圧縮され、前記機器本体と燃料容器とが分離されるときに伸張されてその内部に前記液体燃料を保持できるように構成された弾性多孔質部材と、を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、燃料が外部に漏れ出すのを防止または抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る燃料供給システムの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。ここで、同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。なお、ここに示す実施形態はいずれも携帯型燃料電池を機器本体とし、この機器本体に、あらかじめ燃料を貯蔵しておいた燃料容器（燃料カートリッジ）を着脱して機器本体への燃料を供給できるようにするものである。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１〜図３を参照して、本発明に係る燃料供給システムの第１の実施形態を説明する。図１に示すように、燃料容器（燃料カートリッジ）１は、燃料を貯蔵するたとえば樹脂製もしくは金属製の燃料貯蔵部２と、燃料貯蔵部２に連絡する接続部３とからなる。燃料貯蔵部２には、揮発性液体を含む混合溶液などの燃料が貯蔵される。接続部３は機器本体との接続口になる部分であって、破壊シール部材４と開閉弁５とを有する。
【００１４】
開閉弁５は、弁箱６と、弁体７と、弁箱６に対して弁体７を押し付ける板バネ９と、弁箱６と弁体７の間のシールを形成するためのＯリング８とを有する。開閉弁５の外側面、すなわち開閉弁５の弁体７の燃料貯蔵部２側とは反対の面や弁箱６、Ｏリング８は破壊シール部材４の外側にあって、破壊シール部材４が破られるまでは燃料と接することはない。弁箱６は両端開放の円筒形状であって、一方の開放端が燃料貯蔵部２に固定されている。弁体７は、弁箱６の開放端を覆うことのできる板状のものであって、弁箱６に対して相対的に移動し、この移動によって弁箱６の開放端を開閉できるように構成されている。
【００１５】
Ｏリング８は弁箱６の開放端部に少なくとも１個以上が設けられ（本実施の形態では３個が重ねられている）ており、それぞれが弾性を有し、板バネ９が弁体７を弁箱６に向けて押し付けたときに圧縮されて弁体７と弁箱６の間のシールを形成する。３個のＯリング８は直列に重ねられており、燃料容器１が機器本体と接続された際に接続部３から燃料が外部に漏洩することを防止または抑制する構成になっている。
【００１６】
燃料貯蔵部２に充填される燃料は、たとえばジメチルエーテルと水の１：４の混合溶液に５ｗｔ％メタノールを有する混合燃料である。破壊シール部材４は燃料に侵食されにくい材料からなり、製造工場で燃料貯蔵部２に燃料を充填する前または充填した後に破壊シール部材４を密閉する。ジメチルエーテルは室温では６気圧程度の蒸気圧を有するが、ドライアイス温度では、大気圧で液化する。このため、燃料貯蔵部２をドライアイス温度に冷却し液化した燃料を燃料貯蔵部２に充填したうえで、燃料貯蔵部２と接続部３とを溶着し、密閉構造にする。室温ではこの混合燃料は４気圧程度の蒸気圧を有する。開閉弁５は、例えば薄肉の樹脂からなる破壊シール部材４によって燃料貯蔵部２とから隔離されている。燃料としては、ジメチルエーテル以外のエーテル類でもよく、さらに、他の流体燃料でもよい。
【００１７】
このように、初期貯蔵時に開閉弁５の外側面が破壊シール部材４によって燃料から隔離されているので、燃料容器１の保管中にＯリング８が燃料によって膨潤して劣化するなどの問題が生じない。
【００１８】
燃料貯蔵部２内の燃料を機器本体に供給するに当っては、図２に示すように、燃料容器１の接続部３を機器本体の弁押し１１に向ける。弁押し１１には、機器本体に燃料を送るための燃料供給配管１２が設けられている。弁押し１１はほぼ円柱状であって、弁箱６の開放部に挿入したときに先端部で開閉弁５の弁体７を押すように構成されている。弁押し１１の周りには環状の空間を隔てて受け１３が形成されている。燃料容器１と機器本体とが接続されていないときは接続部３および受け１３の開口部にそれぞれカバー１４、カバー１５が被せてある。
【００１９】
次に、図３に示すように、カバー１４、１５が取り外された後に燃料容器１を機器本体に取り付ける。この時、弁押し１１が接続部３の弁箱６の開口内に挿入される。このとき受け１３の開口内に弁箱６全体がちょうど入る。そして、さらに奥まで挿入されると、弁押し１１の先端が弁体７を押し上げ、さらに弁体７がその奥の破壊シール部材４を破壊し、燃料貯蔵部２のシールを破る。また、弁体７が押し上げられることによって弁体７と弁箱６の間に流路ができる。これにより、燃料貯蔵部２内の燃料が破壊シール部材４および開閉弁３を通り、燃料供給配管１２を通じて機器本体に供給される。このとき、弁押し１１の外面とＯリング８とが密着してシールが形成されるので、燃料が外部に漏れない。
【００２０】
燃料供給が終了すると、図２に示すように弁押し１１が再び弁箱６の外に引き出され、板バネ９の復元力によって弁体７がＯリング８を介して弁箱６に密着し、開閉弁５が閉じる。このとき、破壊シール部材４は開いたままとなるが、開閉弁５が閉じ開閉弁５とＯリング８との間が密着しシールされることによって、燃料貯蔵部２内の燃料は保持される。なお、このときは、燃料とＯリング８が長期間接触することによってＯリング８が侵食され、燃料が漏洩しやすくなる可能性もある。しかし、通常の運用では、破壊シール部材４が破られる前に比べて破壊シール部材４が破られた後は比較的短期間で燃料を使い切ってしまうので、実用上問題ない。
【００２１】
また、燃料が燃料容器１に残存している状態で燃料容器１を機器本体よりはずす場合、燃料容器１の内圧により、燃料が吹き出てしまう現象を防止することができる。燃料容器１が機器本体から取り外される際、Ｏリング８が多重（本実施の形態では三重）となっているので、板バネ９の復元力によって弁体７がＯリング８を介して弁箱６に密着し、開閉弁５が閉じた後に、Ｏリング８と弁押し１１との間のシールが開放されるためである。
【００２２】
なお、燃料容器１の機器本体との固定は、本実施の形態ではＯリング８と弁押し１１との摩擦力によって行っている例について説明したが、例えば受け１３と弁箱６とが固定されるように受け１３の内壁面および弁箱６の外壁面にねじ部を設けたり、別途固定部材を設けることもできる。
【００２３】
［第２の実施形態］
次に、図４を参照して、本発明に係る燃料供給システムの第２の実施形態を説明する。この実施形態は第１の実施形態の変形例であって、開閉弁５の弁体７の外側すなわち弁箱６の開口内にてこ１７が突出して形成されている。弁押し１１が弁箱６の開口内に挿入されたとき、弁押し１１の先端がてこ１７を押し、それによって弁体７を押す力が増大し、特に破壊シール部材４を破壊するときに必要な大きな力を容易に得ることができる。
【００２４】
［第３の実施形態］
次に、図５および図６を参照して、本発明に係る燃料供給システムの第３の実施形態を説明する。この実施形態は第１の実施形態の変形例である。
【００２５】
この実施形態では、弁箱６の奥を覆うように弁体蓋２０が弁箱６に固定されている。弁体蓋２０には開口が設けられ、ゴムなどのシール部２１を介して弁体２２と接している。弁体２２は、水平に広がる上部円板２３および下部円板２４と、これらを接続して上下に延びる弁軸２５とを有する。弁軸２５には軸方向に延びる孔２６が設けられ、この孔２６は下部円板２４を貫通して下方に開口し、孔２６の上部は上部円板２３の下方で弁軸２５の側面に開口している。
【００２６】
弁体２２は、上部円板２３と下部円板２４が弁体蓋２０に固定されたシール部２１をはさむように配置され、弁軸２５はシール部２１に対して上下に摺動できる。下部円板２４上面とシール部２１下面との間にはバネ２７が配置され、これによって弁体２２が下方に付勢されている。下部円板２４の下面には突起２８が設けられ、下部円板２４が弁押し１１の先端と接したときに弁押し１１の先端に設けられた燃料供給配管１２の開口部と下部円板２４の下面との間に隙間が形成されるようになっている。
【００２７】
弁軸２５の孔２６の上部開口は、図６に示すように、弁体２２が下降したときにはシール部２１で塞がれ、弁体２２が上昇したときは弁蓋２０の上方で開くようになっている。
【００２８】
この燃料容器１の工場出荷時には、燃料貯蔵部２に燃料が充填され、弁体２２は図６に示す状態にあって、弁体２２とシール部２１によって弁蓋２０は閉鎖されている。さらに、上部円板２３と弁蓋２０の間が破壊シール部材４によってシールされており、燃料貯蔵部２内の燃料がシール部２１と接しない構造になっている。この破壊シール部材４は、燃料に侵食されにくい材料からできている。
【００２９】
上記構成で、燃料容器１を機器本体に装着するときは、カバー１４、１５を外し、弁押し１１を弁箱６内に挿入し、弁押し１１の先端で弁体２２の下部円板２４を押し上げる。これによって、破壊シール部材４が破られ、バネ２７の付勢力に抗して弁体２２が上昇する。弁軸の孔２６の上部開口がシール部２１の上方に出ると、弁蓋２０の上下の空間が孔２６を通してつながり、燃料貯蔵部２内の燃料が燃料供給配管１２を通じて機器本体に供給される。このとき、下部円板２４の下面の突起２８によって、弁押し１１の上面と下部円板２４の下面との間の流路が確保される。
【００３０】
機器本体への燃料供給が終了すると、弁押し１１が弁体２２から引き離され、バネ２７の付勢力によって上部円板２３の下面が弁蓋２０およびシール部２１に押し付けられてシールが形成される。このとき破壊シール部材４は復元しないが、破壊シール部材４破壊後の燃料容器１での燃料貯蔵期間をある程度制限すれば実用上問題ない。
【００３１】
また、図６に示す通りシール部２１の孔２６をシールする面は、燃料容器１が機器本体に装着されている時はもちろん、燃料容器１が機器本体から取り外された状態であっても、燃料貯蔵部２に充填されている燃料と接しにくい。したがって、シール部２１の劣化が抑制され、燃料が外部に漏れ出すのを防止または抑制することができる。
【００３２】
［第４の実施形態］
次に、図７を参照して、本発明に係る燃料供給システムの第４の実施形態を説明する。この実施形態は第１の実施形態の変形例である。
【００３３】
この実施形態では、開閉弁５の弁箱６の形状は第１の実施形態と同様の筒形であるが、この弁箱６に対して相対的に移動する弁体７は、弁箱６の開口部を覆う板状部３２と、この板状部３２と一体形成された柱状部３３からできている。柱状部３３は弁箱６の開口部に挿入され、弁箱６の開口部内面に３重に配置されたＯリング８の内側と摺動するように構成されている。柱状部３３の下面には突起３６が設けられている。これにより、柱状部３３の下面と機器本体の弁押し１１上面が接触したときに、弁押し１１上面に形成された燃料供給配管１２の開口が柱状部３３の下面によって塞がれないようになっている。
【００３４】
弁体７の板状部３２の背面は、燃料貯蔵部２内に配置されたバネ３４で押されている。さらに、弁体７が燃料貯蔵部２内側に移動するときに弁体７の板状部３２が上下方向に移動するように案内するガイド３５が、燃料貯蔵部２内に設けられている。ガイド３５は、上下方向および横方向の燃料の流れを許容するように、たとえば、上端を開放し側壁に開口を有する円筒形とする。
【００３５】
この燃料容器の工場出荷時には、燃料貯蔵部２に燃料が充填される前またはされた後に、弁体７の板状部３２の周囲と弁箱６の間は破壊シール部材４によってシールされている。
【００３６】
このような構成の本実施形態で、燃料容器が初めて機器本体に装荷されるときは、まずカバー１４、１５がはずされ、弁押し１１が弁箱６の開口に挿入される。次いで、弁押し１１の上面で弁体７が押し上げられ、破壊シール部材４が破られる。さらに弁体７が押し上げられると、弁体７はバネ３４の復元力に抗して、ガイド３５に沿って上昇する。弁体７の柱状部３３が弁箱６の開口から出ると、弁体７と弁箱６によるシールが開放されて弁箱６の上下流路が連通し、燃料貯蔵部２内の燃料が燃料供給配管１２を通じて機器本体へ供給される。このとき、柱状部３３の下面に形成された突起３６によって、柱状部３３の下面と弁押し１１の間の流路が確保される。
【００３７】
機器本体への燃料供給が終了すると、弁押し１１が弁体７から引き離され、バネ３４の付勢力によって弁体７が弁箱６に押し付けられて、Ｏリング８によってシールが形成される。このとき破壊シール部材４は復元しないが、破壊シール部材４破壊後の燃料容器１での燃料貯蔵期間をある程度制限すれば実用上問題ない。特にこの実施形態では、弁体７の柱状部３３が弁箱６の開口に挿入され、３重のＯリング８によってシールされるので、燃料容器１が機器本体から取り外された状態においても燃料が漏れにくい。
【００３８】
［第５の実施形態］
次に、図８〜図１０を参照して、本発明に係る燃料供給システムの第５の実施形態を説明する。初めに、図８に示すように、燃料容器（燃料カートリッジ）１の燃料貯蔵部２内に液体燃料が貯蔵されている。燃料貯蔵部２には開口４１があって、この開口４１を通じて燃料貯蔵部２内の燃料を燃料電池などの本体機器のタンク５０に供給するための接続部５１が形成されている。
【００３９】
接続部５１は、燃料容器開閉弁５２、燃料容器管路（カバー部材）４５、弾性多孔質体４６などからできている。燃料容器開閉弁５２は燃料容器弁体４２を含み、燃料容器弁体４２は、開口４１付近で内外方向に往復動可能に配置され、この燃料容器弁体４２の往復動によって開口４１が開閉されるようになっている。燃料容器１内にバネ４３が配置され、燃料容器弁体４２を外側に向かって付勢し、燃料容器弁体４２が外側に向かって移動したときに開口４１が閉じるように構成されている。燃料容器１内にはストッパ４４が固定されており、燃料容器弁体４２が内側に移動したときに燃料容器弁体４２がストッパ４４に当り、それ以上燃料容器弁体４２が内側に移動するのが阻止されるようにできている。
【００４０】
燃料容器弁体４２の一部が開口４１から燃料貯蔵部２の外側に突出するように突出部６０が形成されており、この突出部６０の側面を囲むように筒状の燃料容器管路４５が燃料容器１に取り付けられている。燃料容器管路４５の外側端部（燃料貯蔵部２の反体側）は開放されている。燃料容器管路４５の内面に沿って，環状の弾性多孔質体４６が配置されている。弾性多孔質体４６は燃料によって劣化しないものが好ましく、たとえば燃料がメタノールの場合は、弾性多孔質体４６は耐メタノール性のカーボンやセルロース製のものが好ましい。燃料容器管路４５の外側端部（開口端）内側にはＯリングなどのシール部材４７が配置されている。
【００４１】
燃料容器１から燃料供給を受ける本体機器のタンク５０には、燃料容器１の開口４１に対向する位置に開口５３が設けられ、さらに、この開口５３を開閉する本体機器開閉弁５５が設けられている。本体機器開閉弁５５は本体機器弁体５６を含む。本体機器弁体５６はバネ５７によって外側に向けて付勢され、本体機器弁体５６が外側に向けて移動すると、本体機器弁体５６の突出部６１が開口５３から外側に突出して開口５３が閉じる。本体機器弁体５６が内側に向けて移動すると開口５３が開く。
【００４２】
本体機器弁体５６の突出部６１の側面を囲むように筒状の機器本体管路（カバー部材）５８が設けられている。機器本体管路５８の外側（燃料容器１に対向する側）の端部は開放されていて、機器本体管路５８は燃料容器管路４５と燃料容器弁体４２の突出部との間の環状部に挿入され、弾性多孔質体４６を圧縮できるようになっている。しかもそのとき、機器本体管路５８の外側面と燃料容器管路４５の内側のシール部材４７が摺動してシールを形成する。
【００４３】
図８のように燃料容器１とタンク５０が離れているときは、バネ４３およびバネ５７の付勢力によって燃料容器弁体４２および本体機器弁体５６がそれぞれ外側に押されて移動し、燃料容器開閉弁５２および本体機器開閉弁５５は閉じている。また、このとき弾性多孔質体４６は圧縮されておらず、伸張された状態にある。
【００４４】
次に、燃料容器１からタンク５０に燃料を供給する動作を説明する。図８の状態から燃料容器１とタンク５０とを接合させる。初めに、図９に示すように、燃料容器管路４５の内側に機器本体管路５８が挿入され、シール部材４７によって燃料容器管路４５と機器本体管路５８がシールされながら摺動する。このとき機器本体管路５８によって弾性多孔質体４６が圧縮される。
【００４５】
燃料容器１とタンク５０とをさらに互いに押し付けると、やがて、燃料容器弁体４２の突出部６０と本体機器弁体５６の突出部６１とが互いに押し合い、バネ４３およびバネ５７が圧縮されて、図１０に示すように、燃料容器開閉弁５２および本体機器開閉弁５５が開く。これにより、図１０の点線矢印６３に示すように、燃料容器１の燃料貯蔵部２内に貯蔵されていた燃料が、開口４１および開口５３を通してタンク５０内に供給される。このとき、弾性多孔質体４６は機器本体管路５８によって軸方向に圧縮されている。
【００４６】
ここで、バネ４３およびバネ５７のバネ定数および初期変位を適当に選択することにより次のように設定することができる。すなわち、燃料容器弁体４２の突出部６０と本体機器弁体５６の突出部６１とが互いに押し合ったさいに、初めに、本体機器開閉弁５５が全閉のまま状態でバネ４３のみが圧縮され、燃料容器弁体４２がストッパ４４に当たって燃料容器開閉弁５２が全開になった後に、バネ５７の圧縮が始まって本体機器開閉弁５５が開く。
【００４７】
図１０の結合状態を維持するための保持機構は別途設けてある（図示せず）。図１０のように流路が導通した後は、機器本体（燃料電池本体）側に設けられたポンプ（図示せず）などにより燃料が供給可能になる。
【００４８】
次に、燃料容器１からタンク５０への燃料供給が終了した後に、燃料容器１とタンク５０が、図９に示す状態に向かって再び引き離されていく。このとき初めに、バネ４３、５７の復元力によって燃料容器弁体４２および本体機器弁体５６が移動して、燃料容器開閉弁５２および本体機器開閉弁５５が閉じる。この弁閉の後も図９の状態までは、燃料容器管路４５と機器本体管路５８のシールが維持され、その間、弾性多孔質体４６はその弾性によって伸張する。このとき、燃料容器管路４５および機器本体管路５８に囲まれた空間内に残留していた燃料は弾性多孔質体４６内に吸収されることになる。
【００４９】
図９の状態からさらに燃料容器１とタンク５０を引き離すとシール部材４７によるシールは開放されるが、残留していた燃料は弾性多孔質体４６内に吸収されているので、外気に漏れる燃料の量は最小限に抑えられる。
【００５０】
図９の状態と図１０の状態での弾性多孔質体４６の体積の差は弾性多孔質体４６の気孔の体積差にほぼ相当し、理想的にはこの体積差分だけ残留燃料を吸収できる。したがって、この体積差を、燃料容器１とタンク５０の１回の着脱の際に燃料容器開閉弁５２および本体機器開閉弁５５の外に漏洩しうる燃料の最大量よりも大きくしておくことが好ましい。
【００５１】
また、本実施の形態では突出部６０、６１の形状は特に規定していないが、弾性多孔質体４６の変形により燃料の供給が阻害される可能性がある場合は、突出部６０の燃料容器管路４５と対向する面および突出部６１の機器本体管路５８と対向する面に、燃料貯蔵部２からタンク５０へ連通するように溝を設けることが好ましい。
【００５２】
［第６の実施形態］
次に、図１１を参照して、本発明に係る燃料供給システムの第６の実施形態を説明する。第６の実施形態は第５の実施形態の変形例であって、第５の実施形態の燃料容器１の接続部１１の構造をタンク５０側に設け、逆に、第５の実施形態のタンク５０側の本体機器開閉弁５５の構造を燃料容器１側に取り入れた構成になっている。燃料容器１とタンク５０との着脱における動作は第５の実施形態と同様である。
【００５３】
［第７の実施形態］
次に、図１２〜図１４を参照して、本発明に係る燃料供給システムの第７の実施形態を説明する。この実施形態は第５の実施形態の変形例であって、燃料容器管路４５と機器本体管路５８の構造が第５の実施形態と異なる。すなわち、第５の実施形態では、燃料容器管路４５として、蛇腹などのシール性を保持したままで伸縮可能な管路が用いられる。燃料容器管路４５と機器本体管路５８は内外には重ならず、先端同士で当接してシールするようになっている。
【００５４】
図１２〜図１４の状態はそれぞれ、図８〜図１０の状態に対応する。図１２は燃料容器１とタンク５０とが接触する前の状態を示す。図１３は燃料容器１とタンク５０とが接触を開始した状態を示す。このとき燃料容器管路４５と機器本体管路５８の先端開口部同士が図示しないシール部材を介して当接し、この当接部で互いに摺動しない状態でシールされる。なお、燃料容器管路４５または機器本体管路５８の先端に永久磁石を取り付けて、これらの結合を磁力でサポートすることも可能である。
【００５５】
その後、燃料容器１とタンク５０とをさらに互いに押し付けると、弾性多孔質体４６が機器本体管路５８に押されて圧縮される。このとき燃料容器管路４５と機器本体管路５８の接合部はシール状態を維持し、燃料容器管路４５が軸方向に縮む。燃料容器１とタンク５０とをさらに互いに押し付けると、燃料容器弁体４２と本体機器弁体５６の先端同士が当接し、図１４に示すように、燃料容器開閉弁５２と本体機器開閉弁５５が開き、燃料容器１からタンク５０へ燃料が供給される。
【００５６】
燃料供給終了後、前記とは逆に燃料容器１とタンク５０とが引き離されていくが、初めに燃料容器開閉弁５２と本体機器開閉弁５５が閉じ、その後、さらに燃料容器１とタンク５０とが引き離されてから、燃料容器管路４５と機器本体管路５８が離れる。燃料容器開閉弁５２と本体機器開閉弁５５が閉じた後も、燃料容器管路４５と機器本体管路５８が離れるまでの間は、燃料容器管路４５と機器本体管路５８の接合部のシールは維持される。このとき、弾性多孔質体４６の伸張により、燃料容器管路４５および機器本体管路５８の内側で燃料容器開閉弁５２および本体機器開閉弁５５の外側に残留した燃料が弾性多孔質体４６に吸収される。このようにして、燃料が外部に漏洩する量を最小限に抑えることができる。
【００５７】
［第８の実施形態］
この実施形態は、第５の実施形態（図８〜図１０）に、第１の実施形態（図１〜図３）の特徴である破壊シール部材を組み合わせたものである。図１５に示すように、図８の構造の燃料容器開閉弁５２に、図１の破壊シール部材４を取り付ける。このような構成により、第１の実施形態と第５の実施形態の両方の利点を併せ持つことができる。
【００５８】
すなわち、図１５に示すように、燃料容器１の工場出荷時に、燃料容器弁体４１と燃料貯蔵部２との接合部を、燃料に対する耐侵食性の高い破壊シール部材４でシールする。これにより、初期燃料貯蔵時の燃料漏洩を防止できる。燃料容器１からタンク５０への燃料供給を初めて行なうときに破壊シール部材４は破壊され、その後は破壊シール部材４によるシール効果はなくなるが、破壊シール部材４破壊後の燃料容器１使用期間をある程度制限すれば、実用上問題ない。破壊シール部材４破壊後は、第５の実施形態と同様のものとなる。
【００５９】
［他の実施形態］
以上、種々の実施形態を説明したが、これらは例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６０】
たとえば、第７の実施形態（図１２〜図１４）では燃料容器管路４５が伸縮可能な管路であって、機器本体管路５８が弾性多孔質体４６を圧縮するものとしたが、燃料容器管路と機器本体管路の関係が逆であってもよい。
【００６１】
また、第７の実施形態は第１の実施形態と第５の実施形態の組み合わせであるが、第１の実施形態と、第６もしくは第７の実施形態とを組み合わせることもできる。
【００６２】
上記実施形態は、燃料供給先である機器本体として燃料電池を想定したものであるが、本発明では機器本体としては燃料電池に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る燃料供給システムの第１の実施形態の燃料容器の工場出荷時の状態を示す縦断面図。
【図２】本発明に係る燃料供給システムの第１の実施形態の燃料容器を機器本体に接続する前の状態を示す要部縦断面図。
【図３】本発明に係る燃料供給システムの第１の実施形態の燃料容器を機器本体に接続した状態を示す要部縦断面図。
【図４】本発明に係る燃料供給システムの第２の実施形態の燃料容器を機器本体に接続する前の状態を示す要部縦断面図。
【図５】本発明に係る燃料供給システムの第３の実施形態の燃料容器を機器本体に接続する前の状態を示す要部縦断面図。
【図６】図５の接続部付近を拡大して示す要部縦断面図。
【図７】本発明に係る燃料供給システムの第４の実施形態の燃料容器を機器本体に接続する前の状態を示す縦断面図。
【図８】本発明に係る燃料供給システムの第５の実施形態の燃料容器を機器本体に接続する前の状態を示す模式的縦断面図。
【図９】本発明に係る燃料供給システムの第５の実施形態で、燃料容器管路と機器本体管路の先端同士が接触した状態を示す模式的縦断面図。
【図１０】本発明に係る燃料供給システムの第５の実施形態で、燃料容器と機器本体の接続が完成し、燃料容器開閉弁と本体機器開閉弁が開いた状態を示す模式的縦断面図。
【図１１】本発明に係る燃料供給システムの第６の実施形態の燃料容器を機器本体に接続する前の状態を示す模式的縦断面図。
【図１２】本発明に係る燃料供給システムの第７の実施形態の燃料容器を機器本体に接続する前の状態を示す模式的縦断面図。
【図１３】本発明に係る燃料供給システムの第７の実施形態で、燃料容器管路と機器本体管路の先端同士が接触した状態を示す模式的縦断面図。
【図１４】本発明に係る燃料供給システムの第７の実施形態で、燃料容器と機器本体の接続が完成し、燃料容器開閉弁と本体機器開閉弁が開いた状態を示す模式的縦断面図。
【図１５】本発明に係る燃料供給システムの第８の実施形態の燃料容器を機器本体に接続する前の状態を示す模式的縦断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１…燃料容器（燃料カートリッジ）、２…燃料貯蔵部、３…接続部、４…破壊シール部材、５…開閉弁、６…弁箱、７…弁体、８…Ｏリング、９…板バネ、１１…弁押し、１２…燃料供給配管、１３…受け、１４…カバー、１５…カバー、１７…てこ、２０…弁体蓋、２１…シール部、２２…弁体、２３…上部円板、２４…下部円板、２５…弁軸、２６…孔、２７…バネ、２８…突起、３２…板状部、３３…柱状部、３４…バネ、３５…ガイド、３６…突起、４１…開口、４２…燃料容器弁体、４３…バネ、４４…ストッパ、４５…燃料容器管路、４６…弾性多孔質体、４７…シール部材、５０…タンク、５１…接続部、５２…燃料容器開閉弁、５３…開口、５５…本体機器開閉弁、５６…本体機器弁体、５７…バネ、５８…機器本体管路、６０…突出部、６１…突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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