(57)【要約】【課題】燃料交換作業が少ない手間で簡便に行え、しかも構造が簡素で安価に提供できる燃料電池用の燃料交換装置を得る。【解決手段】シリンダー１の内部に燃料廃液Ｇを収容する第１室８と、新規燃料Ｆを収容する第２室９とを区分し、各室８・９内に第１・第２のピストン３・４を配置する。各ピストン３・４を同一方向へ移動操作するピストンロッド２を備えている。第１室８と第２室９とは隔壁６で区分されて、その中央部分に通設したロッド通口１０を介して連通してある。ピストンロッド２のストローク始端側に臨む周壁に吸引口１１を開口する。ピストンロッド２のストローク終端の周壁に送出口２３を開口する。ピストンロッド２をストローク始端側からストローク終端側へ向かって押し込み操作すると、第１ピストン３と第２ピストン４とが、順に個別に移動操作されて、吸引口１１から第１室８内に燃料廃液Ｇを吸引回収し、引き続き第２室９内の新規燃料Ｆを送出口２３を介して燃料タンクＴ内へ送出できる。【選択図】        図１
2004193059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃料廃液を収容する第１室と、新規燃料を収容する第２室とが区分されているシリンダーと、前記各室内に配置される第１・第２のピストンと、前記シリンダー内に挿入されて前記各ピストンを同一方向へ移動操作するピストンロッドとを備えており、
前記第１室と第２室とは、前記第１ピストンの移動限界を規定する隔壁で区分されて、その中央部分に通設したロッド通口を介して連通しており、
前記ピストンロッドのストローク始端側に臨む前記第１室の周壁に吸引口が開口しており、
前記ピストンロッドのストローク終端側に臨む前記第２室の周壁に送出口が、前記隔壁の近傍に臨む前記第２室の周壁に空気通口が、それぞれ開口しており、
前記ピストンロッドをストローク始端側からストローク終端側へ向かって移動操作することにより、前記第１ピストンと前記第２ピストンとを、記載順に個別に移動操作して、前記吸引口から前記第１室内に燃料廃液を吸引回収し、引き続き第２室内に収容してある新規燃料を送出口を介して燃料タンク内へ送出できることを特徴とする燃料交換装置。
【請求項２】
前記ピストンロッドの操作端寄りには、前記第１ピストンを同行移動操作する操作リングが設けられており、
前記第１ピストンには、前記第１ピストンが隔壁で受け止められた状態においてのみ、前記操作リングの通り抜けを許すロッド穴が貫通状に形成されている請求項１記載の燃料交換装置。
【請求項３】
前記ピストンロッドの操作端に、前記第１ピストンを同行移動操作する操作リングが設けられており、
前記第２ピストンには、前記ピストンロッドの相対移動を許すロッド穴が通設されており、
前記第１ピストンが隔壁で受け止められた状態においてのみ、前記操作リングが前記第１ピストンから分離し、前記第２ピストンを同行移動操作できる請求項１記載の燃料交換装置。
【請求項４】
前記送出口に新規燃料を送出案内する注射針状のノズルが装着されており、
前記ノズルの内部に、燃料廃液を吸い込むための廃液通路が設けられて、前記吸引口と廃液通路とが連通路を介して連通しており、
前記ノズルの外面が、前記シリンダーに装着したゴム製のキャップで覆われている請求項１または２記載の燃料交換装置。
【請求項５】
前記吸引口に吸引通路が、前記送出口に送給通路がそれぞれ接続されており、
前記燃料タンクと前記シリンダーとが、前記吸引通路および前記送給通路を介して連通している請求項１または２または３記載の燃料交換装置。
【請求項６】
燃料廃液を収容する第１シリンダーと、新規燃料を収容する第２シリンダーと、前記第１シリンダー内に設けた第１ピストンを移動操作するピストンロッドと、前記第２シリンダー内に配置される第２ピストンとを備えており、
前記ピストンロッドのストローク始端側に臨む前記第１室の周壁に、吸引口と送出口とがそれぞれ開口していて、ストローク終端側に臨む前記第１室の周壁に空気通口が開口しており、
前記第２ピストンのストローク始端とストローク終端に臨む前記第２シリンダーの周壁に入口と送出口とがそれぞれ開口しており、
前記第１シリンダーの前記送出口と、前記第２シリンダーの前記入口とが連通路と、前記第２シリンダーへ向かう流れのみを許す逆止弁とを介して連通しており、
前記吸引口に、燃料タンクへ向かう燃料廃液の逆流を阻止する逆止弁と吸引通路とが接続されており、
前記ピストンロッドをストローク始端側からストローク終端側へ向かって移動操作することにより、前記第１シリンダー内に燃料廃液を吸引回収でき、
前記ピストンロッドをストローク終端側からストローク始端側へ向かって移動操作することにより、前記第１シリンダー内の燃料廃液を前記第２シリンダー内へ移送し、燃料廃液の送給圧力で前記第２ピストンを移動操作して、前記第２シリンダー内に収容してある新規燃料を前記送出口を介して燃料タンクＴ内へ送出できることを特徴とする燃料交換装置。
【請求項７】
前記第２シリンダーの内部に、前記入口と連通する廃液袋が収容されて、前記第１シリンダーから前記連通路を介して前記第２シリンダーへ送給された燃料廃液が、前記廃液袋内に充填され、
前記廃液袋の膨張動作で、第２シリンダー内の新規燃料を燃料タンクへ送出できる請求項６記載の燃料交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池用の燃料タンク内に収容される燃料廃液を回収し、同時に新たな燃料液を燃料タンク内に供給するための燃料交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の燃料交換装置において、ノズルの内部に燃料廃液を回収する回収通路と、新たな燃料液を供給する供給通路とを設け、各通路のいずれか一方とノズル口とを切換え弁で選択的に連通し、燃料廃液の回収と新規燃料液の供給とを、連続して行うことは、特許文献１に公知である。
【０００３】
燃料電池用の燃料タンクにおいて、タンク内部に燃料廃液を収容するための排液袋を配置しておき、燃料液の消費に伴って生じる空間を利用して、燃料電池から回収した燃料廃液を排液袋に収容することは、特許文献２に公知である。
【０００４】
パーソナルコンピュータ用の電源として燃料電池を用いることが検討されており、そこでは、コンピュータ本体に対して着脱できるカートリッジ式の燃料タンクに燃料を貯蔵している（特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２９４２９８号公報（段落番号００４、図３）
【特許文献２】
特開２００２−２１６８３２号公報（段落番号００６１、図４）
【特許文献３】
特開２００２−４９４４０号公報（段落番号００４７、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の燃料交換装置によれば、ガソリンを給油するのと同様に、ノズルを燃料タンクの給油口に差し込み装填するだけで、燃料廃油を回収でき、次いで新規燃料を補給できる。しかし、燃料廃油の回収、および新規燃料の供給を行うために、ノズルとは別に吸引ポンプと、送給ポンプが必要であるばかりでなく、水素供給装置、水素吹き込み装置、水素発生液体燃料貯蔵器等が不可欠になり、ガソリンスタンドの給油設備のような大形設備にならざるを得ない。
【０００７】
本発明の目的は、シリンダー内のピストンの移動によって、燃料廃油を吸引回収し、新規燃料を加圧送給でき、比較的小容量の燃料タンクに好適な燃料交換装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の目的は、シリンダー、およびピストンを送液要素にして燃料交換装置を構成してあり、動力ポンプなどに比べて構造が簡素で安価に製造できる燃料電池用の燃料交換装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の目的は、燃料廃液を抜き取った状態のままで、引き続き新規燃料をタンク内に補給でき、燃料交換作業がより少ない手間で簡便に行える燃料電池用の燃料交換装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料交換装置は、図１に示すごとく内部に燃料廃液Ｇを収容する第１室８と、新規燃料Ｆを収容する第２室９とが区分されているシリンダー１と、前記各室８・９内に配置される第１・第２のピストン３・４と、前記シリンダー１内に挿入されて各ピストン３・４を同一方向へ移動操作するピストンロッド２とを備えている。
【００１１】
第１室８と第２室９とは、第１ピストン３の移動限界を規定する隔壁６で区分されて、その中央部分に通設したロッド通口１０を介して連通している。前記ピストンロッド２のストローク始端側に臨む第１室８の周壁には吸引口１１が開口しており、ピストンロッド２のストローク終端側に臨む第２室９の周壁には送出口２３が、隔壁６の近傍に臨む前記第２室９の周壁には空気通口１２が、それぞれ開口している。
【００１２】
かくして、ピストンロッド２をストローク始端側からストローク終端側へ向かって移動操作することにより、第１ピストン３と第２ピストン４とを、記載順に個別に移動操作して、前記吸引口１１から第１室８内に燃料廃液Ｇを吸引回収し、引き続き第２室９内に収容してある新規燃料Ｆを送出口２３を介して燃料タンクＴ内へ送出できるようにしたことを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、ピストンロッド２の操作端寄りには、前記第１ピストン３を同行移動操作する操作リング１８が設けられており、第１ピストン３には、第１ピストン３が隔壁６で受け止められた状態においてのみ、前記操作リング１８の通り抜けを許すロッド穴２１が貫通状に形成されている（請求項２）。
【００１４】
図５に示すように、前記ピストンロッド２の操作端には、第１ピストン３を同行移動操作する操作リング１８が設けられており、第２ピストン４にはピストンロッド２の相対移動を許すロッド穴２２が通設されており、第１ピストン３が隔壁６で受け止められた状態においてのみ、操作リング１８が前記第１ピストン３から分離し、第２ピストン４を同行移動操作できるようにすることができる（請求項３）。
【００１５】
図１に示すように、前記送出口２３には新規燃料Ｆを送出案内する注射針状のノズル５が装着されており、このノズル５の内部に、燃料廃液Ｇを吸い込むための廃液通路２４が設けられて、前記吸引口１１と廃液通路２４とが連通路２５を介して連通しており、前記ノズル５の外面が、前記シリンダー１に装着したゴム製のキャップ２６で覆われた形態にすることができる（請求項４）。
【００１６】
図４に示すように、前記吸引口１１に吸引通路３５が、前記送出口２３に送給通路３４がそれぞれ接続されており、燃料タンクＴと前記シリンダー１とが、前記吸引通路３５および前記送給通路３４を介して連通する形態を採ることができる（請求項５）。
【００１７】
また、本発明の燃料交換装置は、図６に示すように、燃料廃液Ｇを収容する第１シリンダー１Ａと、新規燃料Ｆを収容する第２シリンダー１Ｂと、第１シリンダー１Ａ内に設けた第１ピストン３を移動操作するピストンロッド２と、第２シリンダー１Ｂ内に配置される第２ピストン４とを備えている。ピストンロッド２のストローク始端側に臨む第１室８の周壁には、吸引口１１と送出口３８とがそれぞれ開口していて、ストローク終端側に臨む前記第１室８の周壁に空気通口１２が開口している。第２ピストン４のストローク始端とストローク終端に臨む第２シリンダー１Ｂの周壁に、入口３９と送出口２３とがそれぞれ開口している。第１シリンダー１Ａの前記送出口３８と、第２シリンダー１Ｂの前記入口３９とは、連通路４０と、第２シリンダー１Ｂへ向かう流れのみを許す逆止弁４１とを介して連通している。前記吸引口１１には、燃料タンクＴへ向かう燃料廃液の逆流を阻止する逆止弁４２と吸引通路３５とが接続されている。前記ピストンロッド２をストローク始端側からストローク終端側へ向かって移動操作することにより、第１シリンダー１Ａ内に燃料廃液Ｇを吸引回収できる。さらに、前記ピストンロッド２をストローク終端側からストローク始端側へ向かって移動操作することにより、第１シリンダー１Ａ内の燃料廃液Ｇを第２シリンダー１Ｂ内へ移送し、燃料廃液Ｇの送給圧力で第２ピストン４を移動操作して、第２シリンダー１Ｂ内に収容してある新規燃料Ｆを前記送出口２３を介して燃料タンクＴ内へ送出できる（請求項６）。
【００１８】
図８に示すように、第２シリンダー１Ｂの内部には、前記入口３９と連通する廃液袋４４が収容されており、第１シリンダー１Ａから前記連通路４０を介して第２シリンダー１Ｂへ送給された燃料廃液Ｇが、前記廃液袋４４内に充填されるように構成されている。以て、前記廃液袋４４の膨張動作で、第２シリンダー１Ｂ内の新規燃料Ｆを燃料タンクＴへ送出できる（請求項７）。
【００１９】
【発明の作用効果】
本発明の燃料交換装置では、シリンダー１内に燃料廃液Ｇを収容する第１室８と、新規燃料Ｆを収容する第２室９とを設け、ピストンロッド２をストローク始端側からストローク終端側へ向かって移動操作することにより、各室８・９内に配置した第１ピストン３と第２ピストン４を記載順に個別に移動操作して、まず吸引口１１から第１室８内に燃料廃液Ｇを吸引回収し、引き続き第２室９内に収容してある新規燃料Ｆを送出口２３を介して燃料タンクＴ内へ送出できるようにした。従って、ピストンロッド２をストローク始端側からストローク終端側へ向かって押し込み操作（あるいは引き抜き操作）するだけの簡単な操作で、燃料タンクＴ内の燃料廃液Ｇを第１室８内に回収する吸引動作と、第２室９内の液体燃料３を燃料タンク１内に強制的に送り出す押出動作とを得ることができ、燃料タンク１に対する燃料交換作業が少ない手間で簡便に行える。また、燃料廃液Ｇや新規燃料Ｆを送給するための専用のポンプ機構などが一切不用であるから、燃料交換装置の構造を簡素化して、その分だけ全体コストを安価にできる（請求項１）。
【００２０】
ピストンロッド２の操作端寄りに、第１ピストン３を同行移動操作する操作リング１８を設け、第１ピストン３に操作リング１８の通り抜けを許すロッド穴２１を貫通状に形成して、第１ピストン３が隔壁６で受け止められた後は、ピストンロッド２のみが下降移動して第２ピストン４を同行移動させるようにした燃料交換装置によれば、ピストンロッド２をシリンダー１内へ押し込み操作するだけの簡単な操作で、燃料廃液Ｇの吸引動作と、新規燃料Ｆの送出とを記載順にしかも個別的に行うことができる。燃料タンクＴ内に燃料廃液Ｇと新規燃料Ｆとが混在することがない分だけ、燃料タンクＴ内の有効燃料量を増加する（請求項２）。
【００２１】
ピストンロッド２の操作端に、第１ピストン３を同行移動操作する操作リング１８を設け、第２ピストン４には前記ピストンロッド２の相対移動を許すロッド穴２４を通設し、第１ピストン３が隔壁６で受け止められた後は、操作リング１８が第１ピストン３から分離して、第２ピストン４を同行移動操作できるように構成した燃料交換装置によれば、ピストンロッド２をシリンダー１から抜き出し操作するだけの簡単な操作で燃料廃液Ｇの吸引動作と、新規燃料Ｆの送出とを記載順に、しかも個別的に行うことができる。燃料タンクＴ内に燃料廃液Ｇと新規燃料Ｆとが混在することがない分だけ燃料タンクＴ内の有効燃料量を増加する（請求項３）。
【００２２】
送出口２３に新規燃料Ｆを送出案内する注射針状のノズル５を装着し、その内部に燃料廃液Ｇを吸い込むための廃液通路２４を設けて、吸引口１１と廃液通路２４とを連通路２５を介して連通した燃料交換装置によれば、燃料交換装置の全体をコンパクトにまとめて小形化できるうえ、同一個所で燃料廃液Ｇの吸引と新規燃料Ｆの送出とを行えるので、これらの作業を別々の個所で行う場合に比べて、燃料交換装置の装着作業の手間を軽減でき、その分だけ燃料交換作業が迅速に行える。ピストンロッド２を誤って操作することがあっても、燃料廃液Ｇや新規燃料Ｆがタンク外へ流出することもない。ノズル５の外面がシリンダー１に装着したゴム製のキャップ２６で覆われているので、燃料交換装置を燃料タンクＴから分離するとき、新規燃料Ｆおよび燃料廃液Ｇが滴下することを確実に防止し、燃料タンクＴやその周辺が燃料液等で汚損されるのも解消できる（請求項４）。
【００２３】
吸引口１１に吸引通路３５を接続し、送出口２３に送給通路３４を接続して、これらの通路３４・３５を介して燃料タンクＴとシリンダー１とを連通する燃料交換装置によれば、両通路３４・３５の長さ分だけ燃料タンクＴから離れた位置で燃料交換装置を操作でき、より安全な状態で燃料交換作業が行える（請求項５）。
【００２４】
シリンダーは、燃料廃液Ｇを収容する第１シリンダー１Ａと、新規燃料Ｆを収容する第２シリンダー１Ｂとに分けて形成し、まずピストンロッド２をストローク始端側からストローク終端側へ向かって移動操作することにより、第１シリンダー１Ａ内に燃料廃液Ｇを吸引回収したうえで、ピストンロッド２をストローク終端側からストローク始端側へ向かって移動操作することにより、第１シリンダー１Ａ内の燃料廃液Ｇを第２シリンダー１Ｂ内へ移送し、燃料廃液Ｇの送給圧力を利用して第２ピストン４を移動させ、第２シリンダー１Ｂ内の新規燃料Ｆを送出口２３を介して燃料タンクＴ内へ送出できるようにした燃料交換装置によれば、第１シリンダー１Ａ側にのみピストンロッド２を設けておけばよいので、シリンダー構造が簡素化し、各シリンダー１Ａ・１Ｂの水密度が向上する。送出口３８と吸引口１１とに設けた逆止弁４１・４２で燃料廃液Ｇの流れを厳密に制御するので、操作ミスを行う余地がなく、燃料交換作業が安全にしかも確実に行える（請求項６）。
【００２５】
第２シリンダー１Ｂの内部に廃液袋４４を配置し、第１シリンダー１Ａから送給された燃料廃液Ｇを廃液袋４４内に充填するように構成した燃料交換装置によれば、廃液袋４４の膨張動作を利用して第２シリンダー１Ｂ内の新規燃料Ｆを燃料タンクＴへ送出できる。しかも、吸引回収した燃料廃液Ｇが新規燃料Ｆ中に混じることがなく、新規燃料Ｆのみで燃料タンクＴを満たすことができる。（請求項７）。
【００２６】
【実施例】
（実施例１)   図１ないし図３に本発明に係る燃料交換装置を示す。図１において燃料交換装置は、中空筒状のプラスチック成形品からなるシリンダー１と、シリンダー１内に出退操作されるピストンロッド２と、シリンダー１内に組み込んだ第１ピストン３および第２ピストン４と、シリンダー１の下部に固定されるノズル５とからなる。
【００２７】
シリンダー１の内部は、上下中央部位に設けたリング状の隔壁６で上側の第１室８と、下側の第２室９とに区分されている。隔壁６の中央にはピストンロッド２の通り抜けを許すロッド通口１０が開口しており、このロッド通口１０を介して第１室８と第２室９とが連通している。
【００２８】
ピストンロッド２のストローク始端、すなわち第１室８の上端一側には、燃料廃液Ｇ用の吸引口１１が開口している。隔壁６の近傍に臨む第２室９の上端一側には空気通口１２が開口しており、気液分離膜１３で塞がれている（図１参照）。気液分離膜１３は気体の通過は許すが、液体の通過は阻止できる高分子膜からなる。第１室８に燃料廃液Ｇが収容され、第２室９に新規燃料Ｆが収容される。
【００２９】
ピストンロッド２はプラスチック製の丸棒からなり、上端に操作用のフランジ１５を一体に設けてある。ピストンロッド２は、シリンダー１の上壁に設けたガイド穴１６で出退自在に案内支持されており、両者２・１６の間はガイド穴１６に装填したシールリング１７で封止されている（図１参照）。
【００３０】
ピストンロッド２の下部の操作端寄りには、第１ピストン３を同行移動させるための操作リング１８が膨出形成されている。フランジ１５とシリンダー１の上壁との間には、不使用状態におけるピストンロッド２がシリンダー１内へ進入移動するのを防ぐプロテクター１９を介装してある。プロテクターは横断面がＵ字状のプラスチック条材からなり、必要に応じて着脱できる。
【００３１】
第１ピストン２は円板状のゴム成形品からなり、その中央にピストンロッド２の軸周面に密着するロッド穴２１を通設してある。第１ピストン３は、図１に示すごとく第１室８の上端に位置する待機位置と、図３（ａ）に示すように第１室８の内底側へ移動操作されて隔壁６で受け止められる作動位置との間で、第１室８内を上下移動できる。作動位置に達した後、ピストンロッド２をさらに押し込み操作すると、操作リング１８は第１ピストン３の弾性に抗してロッド穴２１をくぐり抜ける。図３（ｂ）は操作リング１８がロッド穴２１をくぐり抜けた状態を示す。
【００３２】
第２ピストン４は円板状のゴム成形品からなり、図２に示すように第２室９の上端寄りに位置する待機位置と、図３（ｂ）に示すようにピストンロッド２のストローク終端、すなわち第２室９の内底壁で受け止められる作動位置との間で第２室９内を上下移動できる。待機位置における第２ピストン４は隙間を介して隔壁６と対向しており、この隙間部分に空気通口１２が臨んでいる。
【００３３】
図１において、第２室９の内底に開口した送出口２３には、ノズル５が装着される。そのノズル５は注射針状の金属細管からなり、その下端は斜めに切り落としてある。ノズル５の内部には燃料廃液Ｇを吸引するための廃液通路２４を設けてあり、この廃液通路２４の導出端と、第１室８に設けた吸引口１１とが、連通路２５を介して連通している。連通路２５の外面はカバー２９で覆ってある。
【００３４】
燃料廃液Ｇの回収および新規燃料Ｆの供給時に、燃料廃液Ｇおよび新規燃料Ｆがノズル５や廃液通路２４から滴下するのを防ぐために、ノズル５の周囲をシリンダー１に装着したゴム製のキャップ２６で覆っている。キャップ２６は有底筒状に形成してあり、その底壁の下面中央にノズル５の挿入位置を示す表示突起２７が半球状に形成されている。
【００３５】
キャップ２６は、図３に示すように燃料廃液Ｇの回収および新規燃料Ｆの供給時に押し潰し変形されるが、この状態からキャップ２６を速やかに自由状態へ復帰させるために、シリンダー１の底面とキャップ２６の底壁との間に、圧縮コイル形の付勢ばね２８が介装されている。
【００３６】
燃料交換に供される燃料交換装置は、図１に示すようにシリンダー１の第２室９に予め新規燃料Ｆが充填され、ピストンロッド２がストローク始端位置まで抜き出されてプロテクター１９で進入規制されている。燃料交換を行う際には、図２に示すように、燃料タンクＴの給液口の接合部３１に表示突起２７をあてがい、燃料交換装置の全体をキャップ２６および付勢ばね２８の弾性に抗して給液口に押し付け、ノズル５がキャップ２６の表示突起２７を突き抜けてタンク内に進入する状態を保持する。
【００３７】
上記の状態を維持したままプロテクター１９を取り外し、ピストンロッド２をシリンダー１に押し込み操作して、第１ピストン３を下降移動させる。第１ピストン３が下降移動すると、図２に示すように第１室８内の空気が空気通口１２から押し出されるので、新規燃料Ｆが押し出されることはない。同時に、ピストン背面（上面）側の区画の内圧が低下するので、タンク内の燃料廃液Ｇが廃液通路２４を介して吸引され、連通路２５を介して第１室８内へ流れ込む。燃料タンクＴ内の燃料廃液Ｇは、図３（ａ）に示すように、第１ピストン３が隔壁６で受け止められるまでに全て吸い出される。
【００３８】
第１ピストン３が隔壁６で受け止められた後、さらにピストンロッド２を押し込み操作すると、操作リング１８がロッド穴２１を拡開変形させながらくぐり抜けて第２室９内へ進入し、ピストンロッド２の操作始端（下端）が第２ピストン４の上面に接する。引き続きピストンロッド２を押し込み操作することにより、第２ピストン４が下降移動して、第２室９内に充填されていた新規燃料Ｆがノズル５から燃料タンクＴ内へ送出される。
【００３９】
図３（ｂ）に示すように、第２ピストン４が第２室９の底壁に接した時点で、新規燃料Ｆの供給は終了する。燃料交換装置を燃料タンクＴから分離すると、キャップ２６が速やかに有底筒形状に復帰してノズル５の外面を再び覆い隠すので、新規燃料Ｆおよび燃料廃液Ｇが滴下することはない。ピストンロッド２をストローク始端側へ抜き出し操作して第１ピストン３を上方移動操作することにより、第１室８内の燃料廃液Ｇを取り出すことができる。
【００４０】
以上の燃料交換装置によれば、ピストンロッド２をシリンダー１内へ単に押し込み操作するだけで、燃料タンクＴ内の燃料廃液Ｇを第１室８内に吸引回収し、引き続き第２室９内の新規燃料Ｆを燃料タンクＴ内に送給できるので、燃料交換作業を少ない手間で簡便に行える。シリンダー１、ピストンロッド２、第１・第２ピストン３・４、およびノズル５などの、単純な構造の部品で燃料交換装置が構成されていので、燃料交換装置を安価に製造できる。
【００４１】
なお、燃料電池がアルカリ燃料電池である場合には、燃料としてＮａＢＨ4 、ＫＢＨ4 、ＬｉＡｌＨ4 、ＮａＡＬＨ4 、ＫＨ、ＮａＨなどの金属水素化合物が用いられる。燃料廃液Ｇには有害なアルカリ電解液が含まれているが、上記のようにキャップ２６で燃料廃液Ｇや新規燃料Ｆの滴下を防ぐことにより、燃料交換を安全に行える。
【００４２】
金属水素化物を燃料源とする燃料電池の場合は、燃料交換装置を構成するシリンダー１やピストンロッド２などの素材として、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。両ピストン３・４の素材としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、クロロプロピレンゴム、ハイパロン、エピクロルヒドリンゴム、チオコール、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどを挙げることができる。
【００４３】
有機溶剤を燃料源とする燃料電池の場合には、燃料交換装置を構成するシリンダー１やピストンロッド２などの素材として、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロン、フッ素樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。ピストン３・４の素材としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどを挙げることができる。
【００４４】
（実施例２）  図４に示す燃料交換装置は、実施例１におけるノズル５を省略する代わりに、第２室９の下部周壁に送出口２３を設けて送給通路３４を接続してある。同様に吸引口１１に吸引通路３５が接続されている。送給通路３４および吸引通路３５は、燃料交換時にそれぞれ燃料タンクＴ内に差し込み装填する。他は実施例１と同じであるので、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。以下の実施例においても同様に扱う。
【００４５】
（実施例３）  図５に示す燃料交換装置においては、シリンダー１の下側に第１室８を設け、隔壁６の上方に第２室９を設ける点と、ピストンロッド２の操作端に、第１ピストン３を同行移動操作する操作リング１８を設ける点と、第２ピストン４にピストンロッド２の相対移動を許すロッド穴２１を通設する点、ピストンロッド２は、第１ピストン３が第１室８の底壁に接する状態をストローク始端にして、シリンダー１の上方へ抜き出し操作して燃料交換を行う点とが先の実施例と異なる。
【００４６】
詳しくは、第１ピストン３に操作リング１８に係合する係合穴３６を設けて、第１ピストン３をピストンロッド２と同行移動できるようにし、第１ピストン３が隔壁６で受け止めた後は、操作リング１８が係合穴３６から分離できるようにしている。実施例２の燃料交換装置と同様に、送出口２３には送給通路３４を接続し、吸引口１１に吸引通路３５が接続されている。
【００４７】
（実施例４）  図６および図７は本発明に係る燃料交換装置の実施例４を示す。そこではシリンダーを燃料廃液Ｇを収容する第１シリンダー１Ａと、新規燃料Ｆを収容する第２シリンダー１Ｂとに分けて構成した点が、先の各実施例と異なる。また、第１シリンダー１Ａ内に設けた第１ピストン３をピストンロッド２で上方へ移動操作して、燃料廃液Ｇを第１室８に吸引した後、ピストンロッド２を第１シリンダー１Ａ内に押し込み操作して、燃料廃液Ｇを第２シリンダー１Ｂへ送給し、燃料廃液Ｇの送給圧で第２ピストン４を下降移動させて新規燃料Ｆを送出する点が、先の各実施例における燃料交換装置と異なっている。
【００４８】
さらに詳しくは、ピストンロッド２のストローク始端側に臨む第１室８の周壁に、吸引口１１と送出口３８とがそれぞれ開口しており、ストローク終端側に臨む第１室８の周壁には空気通口１２が開口している。第２シリンダー１Ｂ内の第２ピストン４のストローク始端とストローク終端とに臨む、第２シリンダー１Ｂの周壁には、入口３９と送出口２３とをそれぞれ開口してあり、第１シリンダー１Ａの送出口３８と第２シリンダー１Ｂの入口３９とが、連通路４０と、第２シリンダー１Ｂへ向かう流れのみを許す逆止弁４１とを介して連通している。第１シリンダー１Ａの吸引口１１には、燃料タンクＴへ向かう燃料廃液Ｇの逆流を阻止する逆止弁４２と吸引通路３５とが接続されている。なお、ピストンロッド２と第１ピストン３とは一体化してある。
【００４９】
以上のように構成した燃料交換装置によれば、図７（ａ）に示すように、ピストンロッド２をストローク始端側からストローク終端側へ向かって移動操作すると、第１シリンダー１Ａ内に燃料廃液Ｇを吸引回収できる。この後、図７（ｂ）に示すように、ピストンロッド２をストローク終端側からストローク始端側へ向かって移動操作することにより、第１シリンダー１Ａ内の燃料廃液Ｇを連通路４０を介して第２シリンダー１Ｂ内へ移送し、燃料廃液Ｇの送給圧力で第２ピストン４を下方へ移動操作して、第２シリンダー１Ｂ内に収容してある新規燃料Ｆを送給通路３４を介して燃料タンクＴ内へ送出できる。この後に、連通路４０を第２シリンダ１Ｂから取り外し、第２シリンダー１Ｂを逆さにして第２ピストン４を移動操作することにより、第２シリンダー１Ｂ内の燃料廃液Ｇを取り出すことができる。
【００５０】
（実施例５）  図８は実施例４の燃料交換装置の一部を変更した実施例５を示す。そこでは、第２シリンダー１Ｂの内部に燃料廃液Ｇを収容するための排液袋４４を配置しておき、燃料廃液Ｇを第２シリンダー１Ｂ内へ送給するとき、排液袋４４が徐々に膨らむことを利用して、新規燃料Ｆを送出口２３から送出できるようにした。この実施例５では、第２ピストン４を省略したが、排液袋４４に隣接して第２ピストン４が配置されていてもよい。
【００５１】
第１・第２の両ピストン３・４は、プラスチック製の骨材と、骨材の周囲を包むゴム層とで形成することができ、必要に応じて骨材の外周にリング状のゴムパッキンを装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料交換装置の縦断正面図
【図２】燃料廃液を吸引除去する途中状態を示す縦断正面図
【図３】燃料交換装置の燃料交換動作を示す縦断正面図
【図４】実施例２に係る燃料交換装置の縦断正面図
【図５】実施例３に係る燃料交換装置の縦断正面図
【図６】実施例４に係る燃料交換装置の縦断正面図
【図７】実施例４に係る燃料交換装置の燃料交換動作を示す縦断正面図
【図８】実施例５に係る燃料交換装置の縦断正面図
【符号の説明】
１  シリンダー
２  ピストンロッド
３  第１ピストン
４  第２ピストン
６  隔壁
８  第１室
９  第２室
１０  ロッド通口
１１  吸引口
１２  空気通口
１８  操作リング
２１  ロッド穴
２３  送出口
Ｆ  新規燃料
Ｇ  燃料廃液
Ｔ  燃料タンク
【図１】
2004193059.tif 000003
【図２】
2004193059.tif 000004
【図３】
2004193059.tif 000005
【図４】
2004193059.tif 000006
【図５】
2004193059.tif 000007
【図６】
2004193059.tif 000008
【図７】
2004193059.tif 000009
【図８】
2004193059.tif 000010