(57)【要約】燃料電池に用いるのに適した新規な燃料貯蔵容器は、液体が貯蔵される可撓性内部容器に関連する硬質外部容器を有する。外部容器は、一般的には、充填された内部容器を外部容器の中に輸送することを可能にするポートを有する。可撓性内部容器は、燃料貯蔵容器が適切な燃料電池の中に挿入される際に、内部容器内に貯蔵された流体をアクセス可能にする再密封可能接続部を有する。このため、硬質外部容器は再使用が可能である。
2006520086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する硬質外部容器と、硬質外部容器の内部空間内の閉鎖可撓性内部容器と、可撓性内部容器内の流体と、を有する流体容器であって、
硬質外部容器はポートを有し、流体が充填された可撓性内部容器は、硬質外部容器内の内部容器と係合を解く及び係合させるために外部容器を分解することなく、ポートを通って輸送されることが可能であり、内部容器は再密封可能接続部を形成するのに適切な流体容器。
【請求項２】
硬質外部容器は金属を有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項３】
硬質外部容器はポリマーを有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項４】
ポリマーは、ポリ（塩化ビニル）、高密度ポリ（エチレン）、ポリカーボネート、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（プロピレン）、ポリウレタン、それらの適切なコポリマー及びそれらの混合物からなるグループから選択される請求項３に記載の流体容器。
【請求項５】
可撓性内部容器はポリマーを有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項６】
ポリマーはポリ（テトラフルオロエチレン）を有する請求項５に記載の流体容器。
【請求項７】
ポリマーはパーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）である請求項５に記載の流体容器。
【請求項８】
ポリマーは、ポリ（エチレンテレフタレートグリコール）、ポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（フッ化ビニリデン）、それらの適切なコポリマー及びそれらの混合物からなるグループから選択される請求項５に記載の流体容器。
【請求項９】
流体はアルコールを有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１０】
アルコールはメタノールを有する請求項９に記載の流体容器。
【請求項１１】
流体はＪＰ８ジェット燃料を有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１２】
再密封可能接続部は、穿刺部材が取り除かれた際に再密封できる穿刺可能膜を有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１３】
再密封可能接続部は、対応する構造体と結合するように構成された係合可能機械的密封構造体を有し、対応する構造体は、対応する構造体が密封構造体と結合して再密封可能接続部を通して流体流を与える際に機械的密封構造体の密封を解くことができる請求項１に記載の流体容器。
【請求項１４】
ポートは硬質外部容器の開口部を有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１５】
流体容器は閉鎖部材をさらに有し、閉鎖部材は可逆的に閉鎖されてポートの少なくとも一部を覆うことができる請求項１４に記載の流体容器。
【請求項１６】
再密封可能接続部にアクセスを与える流体アクセスポートをさらに有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１７】
硬質外部容器と、閉鎖可撓性内部容器と、内部容器内に封入された流体と、を有する燃料電池用カートリッジであって、
硬質外部容器は、カートリッジを燃料電池の燃料電池保持空間内に配置する際、燃料電池の対応する構造体にカートリッジを固定してカートリッジを適切に整列させるリリース可能ラッチを有し、可撓性容器は、カートリッジを燃料電池保持空間内に配置する際、燃料電池の対応する構造体と界面接合して内部容器から燃料電池へ流体流を与えることが可能な密封構造体を有するカートリッジ。
【請求項１８】
密封構造体は急速連結バルブを有する請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項１９】
密封構造体はニードルレスバルブシステムを有する請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項２０】
可撓性内部容器はポリマーを有する請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項２１】
ポリマーはフルオロポリマーを有する請求項２０に記載のカートリッジ。
【請求項２２】
流体はアルコールを有する請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項２３】
アルコールはメタノールを有する請求項２２に記載のカートリッジ。
【請求項２４】
硬質外部容器は、特定の配向で密封構造体を保持する流体アクセスポートを有する請求項２２に記載のカートリッジ。
【請求項２５】
硬質外部容器と、閉鎖可撓性内部容器と、内部容器内に封入されたアルコールを有する流体と、を有するアルコール容器であって、
可撓性内部容器は密封構造体を有し、密封構造体は、硬質外部容器のリリース可能締付構造体と界面接合して密封構造体を硬質外部容器の開口部に保持する再密封可能閉鎖体を有する容器。
【請求項２６】
燃料電池の燃料供給を補充するための方法であって、方法は：
カートリッジを燃料電池から取り除くことを有し、カートリッジは硬質外部容器と封入された可撓性内部容器とを有し、硬質容器は外部容器を分解することなく可撓性内部容器を取り除くことを可能にし；
硬質外部容器を分解することなくカートリッジの内部容器を、燃料を有する流体を収容する適切な内部容器と交換することを有し；及び
カートリッジを燃料電池内に挿入して戻し内部容器から燃料電池へ流体を与えることを有する方法。
【請求項２７】
燃料はアルコールを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
燃料はメタノールを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
燃料はジェット燃料を有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
可撓性内部容器は対応する構造体に係合するように構成された密封構造体をさらに有し、対応する構造体は、密封構造体が対応する構造体と係合する際に密封構造体の密封を解くことができる請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
カートリッジを燃料電池内に挿入することは、機械的密封構造体を対応する構造体に係合させ及び密封構造体の密封を解く請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
カートリッジを燃料電池から取り除くことは、密封構造体と対応する構造体との係合を解き及び密封構造体を密封する請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
外部容器は整列構造体を有し、整列構造体は、燃料電池の対応する整列構造体に連結してカートリッジを燃料電池内に適切に整列させるように構成されている請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、直接メタノール燃料電池のような、交換可能な可撓性内部容器を一般的に有する燃料電池用燃料貯蔵容器に関する。詳しくは、本発明は、ポータブル燃料電池用途に用いるのに適切な燃料貯蔵容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
一般に、燃料電池は、水素、酸素、メタノール等のような燃料に蓄えられたエネルギーを燃料の燃焼なしに電気に変換可能な電気化学的装置である。燃料電池は一般的には所定の容器内に負電極、正電極、及びセパレータを有する。燃料電池は、各電極で発生する化学反応を利用することによって動作する。一般に、電子は一方の電極で生成され、電子が消費される他方の電極へ外部回路を通って流れる。この電子の流れは、２つの電極間に、外部回路に有用な仕事をさせるために使用可能な過電圧を発生させる。商業的な実施例では、いくつかの「燃料電池」は通常、直列で又は積層して配置されて大きな過電圧を発生させる。
【０００３】
燃料電池と蓄電池とは両者とも、正電極、負電極、及び電解液を有する点で類似している。しかし、燃料電池内の燃料は電池を分解することなく交換して電池を作動させ続けられるという意味で燃料電池と蓄電池とは異なる。さらに、燃料電池には他のエネルギー源に勝るいくつかの利点があり、それが燃料電池を伝統的なエネルギー源に対する魅力的な代替手段にしている。具体的には、燃料電池は環境に優しく、効率的であり、例えば水素やメタノールのような好都合な燃料源を利用する。
【０００４】
燃料電池は多くの商業的用途及び産業における利用が見込まれる。例えば、１つの家庭のエネルギー需要をまかなうのに十分な電力を与えることが可能な燃料電池が開発されている。さらに、燃料電池から得られるエネルギーによって走行する試作車も開発されている。その上、燃料電池は、コンピュータ、電話、ビデオ投影機器等のようなポータブル電子装置に電力を与えるために使用可能である。ポータブル電子機器に使用するために設計される燃料電池は、全ての電池を交換せずに燃料を交換することができる、蓄電池電力に対する代替手段を与える。さらに、燃料電池は長い電力サイクルを有することが可能であり、再充電のためのダウンタイムがない。これは燃料電池をポータブルエレクトロニクスのための蓄電池電力に対する魅力的な代替手段にしている。多くのポータブルエレクトロニクス（the  number  or  portable  electronics）が世界中で個人及びビジネスの目的で目下使用されており、具体的な用途で装置に電力を与えるための様々な代替手段が望まれている。
【特許文献１】国際公開第０１／８９９４２号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／００８２４２７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／０１７５５２３号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／０１９７５２２号明細書
【特許文献５】米国特許第６，０５１，３３０号明細書
【特許文献６】米国特許第６，０２９，９４６号明細書
【特許文献７】米国特許第６，３９０，３３１号明細書
【発明の開示】
【０００５】
発明の概要
第１の側面において、本発明は、内部空間を有する硬質外部容器と、硬質外部容器の内部空間内の閉鎖可撓性内部容器と、可撓性内部容器内の流体と、を有する流体容器又はカートリッジに関する。この実施例においては、硬質外部容器はポートを有し、流体が充填された可撓性内部容器は、外部容器内の内部容器と係合を解く及び係合させるために硬質外部容器を分解することなく、ポートを通って輸送されることが可能である。この実施例においては、内部容器は再密封可能な接続部を形成するのに適切である。
【０００６】
第２の側面において、本発明は、硬質外部容器と、閉鎖可撓性内部容器と、容器内に封入された燃料電池燃料を有する流体と、を有する燃料容器に関する。この実施例においては、可撓性内部容器はリリース可能な締付構造体と界面接合する密封構造体を有し、密封構造体を硬質外部容器内の開口部に保持することが可能である。
【０００７】
さらなる側面において、本発明は、硬質外部容器と、閉鎖可撓性内部容器と、内部容器内に封入された流体と、を有する燃料電池のためのカートリッジに関する。硬質容器はリリース可能なラッチを有することが可能である。このラッチは燃料電池の対応する構造体にカートリッジを固定して、燃料電池の燃料電池保持空間内にカートリッジを配置する際にカートリッジを正しく整列させる。可撓性容器は密封構造体を有することが可能である。密封構造体は、対応する構造体に界面接合して、燃料電池保持空間内にカートリッジを配置させる際に内部容器から燃料電池への流体流を与えることが可能である。
【０００８】
さらに、本発明は、燃料電池の燃料供給を補充するための方法に関する。方法は、燃料電池からカートリッジを取り除くこと、硬質外部容器を分解することなくカートリッジの内部容器を燃料を有する流体を収容する適切な内部容器と交換すること、及びカートリッジを燃料電池内に挿入して戻し内部容器から燃料電池へ流体を与えることを有する。この実施例においては、カートリッジは、硬質外部容器と封入された可撓性内部容器とを有し、硬質容器は、外部容器を分解することなく可撓性内部容器の取り除きを与える。
【０００９】
発明の詳細な説明
燃料電池に用いるのに適した新規な燃料貯蔵容器は、流体、一般的には液体、が貯蔵される可撓性内部容器に関連する硬質外部容器を有する。外部容器は、一般的には、充填された内部容器を外部容器の中に輸送することを可能にするポートを有する。可撓性内部容器は、燃料貯蔵容器が適切な燃料電池の中に挿入される際に、内部容器内に貯蔵された流体をアクセス可能にする再密封可能接続部を有する。いくつかの実施例においては、硬質外部容器は、再密封可能接続部にアクセス可能にする流体アクセスポートをさらに有する。燃料貯蔵容器の設計により、ユーザは、可撓性内部容器に貯蔵された流体の実質的に全てが取り除かれた際に内部容器を交換することが可能となる。さらに、設計により、ユーザは、硬質外部容器を再使用することが可能となり、流体の実質的に全てが取り除かれた際に可撓性内部容器と一緒に外部容器を処分することがない。硬質外部容器は再使用可能であるから、燃料使用に関連するコストを低減することが可能である。
【００１０】
図１を参照すると、１つの実施例において、流体貯蔵容器１００は、内部空間１０２を有する硬質外部容器１０１と、内部空間１０２内に配置された閉鎖可撓性内部容器１０４と、を有する。いくつかの実施例においては、可撓性内部容器１０４内には液体が配置される。１つの実施例においては、外部容器１０１にはポート１０６が設けられており、ポート１０６によって可撓性内部容器１０４は、硬質外部容器１０１を分解することなく内部空間１０２の中に及び外へ輸送することが可能となる。いくつかの実施例においては、可撓性内部容器１０４は再密封可能接続部１０８を有する。
【００１１】
一般に、硬質外部容器１０１は、可撓性内部容器１０４のための適切な保護ハウジングを与えることが可能な任意の材料で作られる。硬質外部容器１０１として使用される適切な材料は、例えば、金属、ポリマー及びその組み合わせを有する。硬質外部容器１０１のための適切なポリマーは、例えば、ポリ（塩化ビニル）、高密度ポリ（エチレン）、ポリカーボネート、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（プロピレン）、ポリウレタン、それらの適切なコポリマー及びそれらの混合物を有する。具体的な外部容器材料を選択することは、一般的には、特定の用途に所望される特徴によって決定される。硬質外部容器１０１の寸法は、硬質外部容器１０１が特定の燃料電池と操作可能に連結されるか又はそれに挿入されることが可能なように選択又は調節される。いくつかの実施例においては、硬質外部容器１０１は、可撓性内部容器１０４の再密封可能接続部１０８にアクセスを与える流体アクセスポート１０９をさらに有する。いくつかの実施例においては、図１に示されるように、燃料アクセスポート１０９は硬質外部容器１０１の開口部である。さらに、硬質外部容器１０１はベント１１１を随意的に有する。ベント１１１は、流体が取り除かれた際に可撓性内部容器１０４を大気圧によってつぶすことが可能である。
【００１２】
いくつかの実施例においては、スプリング又はその他の機械的構造が硬質外部容器１０１の内部空間１０２内に操作可能に配置されて、流体が取り除かれる際に可撓性内部容器をつぶすことが可能である。具体的には、スプリングは、可撓性内部容器１０４に接触する押込表面（pushing  surface）に操作可能に結合されることが可能である。押込表面によって、スプリングと内部容器１０４との間に力が伝達される。１つの実施例においては、スプリングは付勢され、可撓性内部容器１０４が硬質外部容器１０１の内部空間１０２内に挿入される際にスプリングが圧縮される。この実施例においては、流体が可撓性内部容器１０４から取り除かれる際、スプリングは伸びて可撓性内部容器１０４を圧縮する。当業者であれば、可撓性内部容器１０４をつぶすためのさらなる方法及び構造が可能であることはわかるであろう。
【００１３】
硬質外部容器１０１はポート１０６を有し、ポート１０６によって可撓性内部容器１０４は、硬質外部容器１０１を分解することなく硬質外部容器１０１の中に及び外へ輸送することが可能となる。ポートという用語はそれの広い意味で用いられており、硬質外部容器１０１の内部空間１０２の中に及び外へ、充填された可撓性内部容器１０４を輸送することを可能にする任意の開口部又は機械的構造を意味する。一般に、ポートは、充填された可撓性内部容器１０４の最小断面の面積よりもわずかに大きい寸法を有し得る。図２に示されているように、１つの実施例においては、ポート１０６は硬質外部容器１０１の一端の開口部であってもよい。図２に示されているように、１つの実施例においては、ポート１０６は再密封可能接続部１０８にアクセスを与えることによって、燃料アクセスポート１０９として機能するようにもできる。
【００１４】
いくつかの実施例においては、硬質外部容器１０１は、一般的には可撓性内部容器１０４内に収容された流体の実質的に一部又は全てが取り除かれた後の、硬質外部容器１０１の状態に応じて再使用又はリサイクルされる。可撓性内部容器１０４内に収容された流体の実質的に一部又は全てが取り除かれた後に硬質外部容器１０１が無傷であれば、硬質外部容器１０１は新しい充填された可撓性内部容器と共に再使用される。硬質外部容器１０１が損傷を受けていたり構造的に欠陥があるならば、硬質外部容器１０１はリサイクルされる。いくつかの実施例においては、硬質外部容器１０１は、外部容器１０１を粉砕して粒子化しその粒子を新しい容器１０１に再成形又は再処理することによって、リサイクルすることができる。当業者であれば、リサイクルのその他の方法が存在すること、及び本開示によってリサイクルの特定の方法は何も要求されないことがわかるであろう。
【００１５】
図１を参照すると、容器１００は閉鎖部材１１２をさらに有する。閉鎖部材１１２は閉位置及び開位置を有し、ポート１０６へのアクセスを仲介する。いくつかの実施例においては、閉鎖部材１１２は、硬質外部容器１０１に操作可能に連結され、ポート１０６を少なくとも部分的にブロックするように随意的に閉じることが可能である。いくつかの実施例においては、閉鎖部材１１２は可撓性内部容器１０４を硬質外部容器１０１内に封入するように設計され、内部容器１０４の損傷を防止して内部容器１０４を外部容器１０１内に保持する。閉鎖部材１１２は、例えば金属、ポリマー及びその組み合わせを有する、燃料電池用途に使用される任意の適切な材料からなる。いくつかの実施例においては、閉鎖部材１１２は硬質外部容器１０１と同じ材料からなる。
【００１６】
可撓性内部容器１０４は、一般的には液体である流体を収容するように設計されており、硬質外部容器１０１の内部空間１０２内に適合する。可撓性内部容器は、流体に関して化学的に相性がよく、すなわち不活性であり、可撓性内部容器１０４内に貯蔵される流体を汚染することのない、１つ以上の層を有する任意の可撓性材料からなる。さらに、可撓性内部容器１０４の材料は、流体に関して不浸透性の必要がある。可撓性内部容器のための材料は、１つには流体貯蔵容器の製造に関連するコストを低減するように選択される。いくつかの実施例においては、可撓性内部容器１０４は、例えばバッグ又はポーチである。可撓性内部容器１０４を形成するための適切な材料にはポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（フッ化ビニリデン）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）並びにそのブレンド及び混合物のようなフッ化ポリマーが含まれるが、それに限られることはない。さらに、ポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（エチレンテレフタレートグリコール）のようなポリマー、その適切なコポリマー及びその混合物もまた可撓性内部容器１０４を形成するのに使用できる。
【００１７】
いくつかの実施例においては、可撓性内部容器１０４内に収容された流体は、アルコールのような燃料電池用燃料を有する。１つの実施例においては、アルコールはメタノールを有する。一般に、燃料は実質的に純粋であるか又は希釈される。いくつかの実施例においては、燃料は約１重量パーセントから約９５重量パーセントまでの濃度に希釈される。その他の実施例においては、燃料は約３５重量パーセントから約７５重量パーセントまでの濃度に希釈される。当業者であれば、さらなる濃度範囲が検討されて本開示の範囲内にあることがわかるであろう。いくつかの実施例においては、可撓性内部容器１０４内に収容された流体は、例えば、ブタンのようなアルカン、ＪＰ８ジェット燃料のようなジェット燃料、生物燃料（biofuels）、血糖、その他の炭化水素誘導体、その他の同等な燃料又はその組み合わせを有する。可撓性内部容器１０４内に収容される流体の選択は、対応する燃料電池の設計に従う。
【００１８】
可撓性内部容器１０４は再密封可能接続部１０８を有し、これにより可撓性内部容器１０４内に貯蔵された流体にアクセスすることが可能となる。いくつかの実施例においては再密封可能接続部１０８は穿刺可能膜を有するが、その他の実施例においては再密封可能接続部１０８は、以下にさらに記載される通りの機械的密封構造体のような局所的な密封構造体を有する。再密封可能接続部１０８が穿刺可能膜を有する実施例においては、穿刺可能膜は、穿刺部材が取り除かれた後に再密封又は閉鎖可能なように選択される。一般に、穿刺可能膜は、穿刺部材が取り除かれた後に再密封可能な、任意の化学的耐性のあるエラストマー材料からなる。穿刺部材は、可撓性内部容器１０４に貯蔵された流体に耐性があって、貯蔵流体を分解したり汚染することのないように選択される必要がある。
【００１９】
１つの実施例においては、穿刺可能膜は、中央部分を取り囲む周辺領域を有する表面沿いに画定領域を有する膜である。いくつかの実施例においては、周辺領域及び中央部分は両方ともエラストマー材料からなる。穿刺可能膜の周辺領域は比較的厚いが、中央部分は比較的薄く、穿刺部材が中央部分を貫通可能である。一般に、穿刺可能膜は、中央部分の面積を小さく保ち中央部分を、膜を再閉鎖又は再密封するための弾力性に貢献可能なエラストマー材料の大きな領域で取り囲むことによって、再密封可能に作られる。いくつかの実施例においては、中央部分は穿刺部材の外径よりもわずかに大きい直径を有する。穿刺可能膜を構成するために使用される１つの適切なエラストマー材料は、DupontによってHytrel（登録商標）の商品名で販売されている熱可塑性ポリエステルエラストマーである。穿刺可能膜は、例えば、Levyによる"Self-Resealing  Closure  for  Containers"というタイトルの米国特許第６，３６１７，４４号明細書、Niedospial,  Jr.による"Multiple  Use  Universal  Connectors"というタイトルの米国特許第６，０３９，７１８号明細書、Mitchell  et  al.による"Enclosing  Cap  for  Multiple  Piercing"というタイトルの米国特許第６，０６８，１５０号明細書、Levyによる"Self-Resealing  Puncturable  Container  Cap"というタイトルの米国特許第６，０３０，５８２号明細書、Schwabによる"Container  Seal  with  a  Sealing  Body  which  can  be  Punctured"というタイトルの米国特許第６，０２４，２３５号明細書、及びNiedospial,  Jr.,et  al.による"Multiple  Use  Universal  Stopper"というタイトルの米国特許第５，９７１，１８１号明細書に記載されており、これらは本明細書において文献援用される。
【００２０】
その他の実施例においては、再密封可能接続部１０８は係合可能機械的密封構造体を有する。図３を参照すると、係合可能機械的密封構造体３００の例が示されている。係合可能機械的密封構造体３００は、貯蔵された流体に対して化学的に耐性のある任意のプラスチック、金属、セラミック又はその組み合わせからなる。一般に、機械的密封構造体は、密封を解く又は開く対応する構造体３０２と随意的に結合可能な任意の構造体である。いくつかの実施例においては、機械的密封構造体３００が対応する構造体３０２から係合が解かれる際、機械的密封構造体３００は密封され、それによって流体が機械的密封構造体３００を通って流れることが防止される。
【００２１】
１つの実施例においては、機械的密封構造体は急速連結システムを有する。急速連結システムという用語はそれの広い意味で用いられており、容易に連結し及び連結を外し、密封された容器から外への流体移動を与えることが可能な機械的構造体を表す。急速連結システムの例は、Corbett  et  al.による"Connector  Assembly  and  Method  of  Manufacture"というタイトルの米国特許第５，７９９，９８６号明細書、Hennan  et  al.による  "Quick  Connect  Fill  System"というタイトルの米国特許第６，４９７，２６０号明細書、及びAndersonによる  "Quick  Connect  Coupling"というタイトルの米国特許第６，４８８，３２０号明細書に開示されており、これらは本明細書において文献援用される。その他の実施例においては、機械的密封構造体はニードルレスバルブを有する。一般に、ニードルレスバルブは、作動構造体に操作可能に連結されると流体を開放し、作動構造体が取り除かれると一般的に再密封される。いくつかの実施例においては、作動装置はニードルレスバルブを開放し、密封された容器から外へ流体の流れを導く。ニードルレスバルブの例は、例えば、Orr  et  al.による"Needleless  Valve  Connector"というタイトルの米国特許第６，０５０，９７８号明細書、及びDoyleによる"Needleless  Valve"というタイトルの米国特許第６，２９０，２０６号明細書に開示されており、これらは本明細書において文献援用される。当業者であれば、その他の機械的密封構造体が可能であること、及び特定の機械的密封構造体が要求されないことがわかるであろう。
【００２２】
いくつかの実施例においては、対応する構造体３０２は燃料電池の一部を形成し、燃料貯蔵容器が燃料電池の燃料容器保持空間に挿入又は操作可能に連結される際に、対応する構造体３０２は機械的密封構造体３００に係合する。対応する構造体３０２が機械的密封構造体３００に係合する際、機械的密封構造体３００は密封が解かれ、流体は機械的密封構造体３００を通って燃料電池の流体通路３０６に流れ込む。流体が流れている間の流体漏れを防止するために、機械的密封構造体３００のいくつかの実施例はOリング３０８を有する。Oリング３０８は、機械的密封構造体３００が対応する構造体３０２内に挿入される際に密封を形成する。
【００２３】
図３を参照すると、いくつかの実施例において機械的密封構造体３００及び対応する構造体３０２は、機械的密封構造体３００が対応する構造体３０２に正しく係合することを確実にするための整列構造体３０４、３０６をさらに有する。原則的には、２つ以上の構造体を所定の配向をもって共に連結可能にする任意の機械的機構が使用可能である。１つの実施例においては、整列構造体３０４、３０６は溝部及び突出部の構造体でよいが、その他の機構も可能である。
【００２４】
図４を参照すると、いくつかの実施例において、貯蔵容器１００はリリース可能締付構造体４００を有する。リリース可能締付構造体４００は再密封可能接続部１０８を整列させて硬質外部容器１０１の流体アクセスポート１０９内に保持するように構成されている。リリース可能締付構造体４００は、再密封可能接続部１０８にある対応する構造体と界面接合又は連結可能なクリップ又はノッチのような任意の機械的構造体でよい。いくつかの実施例においては、締付構造体４００は、再密封可能接続部１０８を流体アクセスポート１０９の中にねじ込むことができるねじ機構を有する。リリース可能締付構造体４００は、燃料電池用途に使用されるのに適切な任意の材料からなる。適切な材料の例は、硬質プラスチック、金属及びその組み合わせである。
【００２５】
図５を参照すると、いくつかの実施例において燃料貯蔵容器１００は、関連する燃料電池の燃料電池保持空間を有する外部容器１０１と適切に整列する、容器整列構造体５００をさらに有する。このため、燃料電池容器１００は、燃料電池と係合され及び係合が解かれるカートリッジとしてみなすことができる。１つの実施例においては、容器整列構造体５００は、燃料電池の保持空間に形成された突出部に操作可能に連結する、硬質外部容器１０１の中に形成された溝部を有する。特定の整列構造体５００は要求されず、当業者であればその他の整列構造体が本開示の範囲内であることがわかるであろう。いくつかの実施例においては、燃料貯蔵容器１００はラッチ５０２又は同等のものをさらに有する。ラッチ５０２はタブ又は同等の構造体であり、カートリッジを燃料電池に関する所定位置にリリース可能に固定する。ラッチ５０２は、ポータブル電子装置の所定位置に蓄電池を保持するために使用される構造体と同等である。
【００２６】
燃料貯蔵容器と燃料電池との関係に関しては、図６に１つの関係が示されている。この実施例においては、燃料電池６００は、燃料貯蔵容器１００を収容するように設計された燃料貯蔵容器保持空間６０２を有する。いくつかの実施例においては燃料貯蔵容器１００は燃料電池６００に完全に適合可能である一方、その他の実施例においては燃料貯蔵容器１００は燃料電池６００によって部分的にのみ封入される。いくつかの実施例においては燃料貯蔵容器保持空間６０２は燃料電池６００の側方に配置され、その他の実施例においては保持空間６０２は燃料電池の上方又は下方に配置され、及びさらなる実施例においては保持空間６０２は燃料電池６００の端部に沿って配置される。当業者であれば、保持空間６０２の位置及び形状にはバリエーションが存在し、それは本開示の範囲内であることがわかるであろう。
【００２７】
流体貯蔵容器１０１を組み立てるためには、構成部品が製造されて、その構成部品は燃料貯蔵容器を形成するように組み立てられる。上述したように、硬質外部容器１００は、例えば、金属、プラスチック又は金属とプラスチックとの組み合わせからなる。硬質外部容器１００がプラスチックを有する実施例においては、硬質外部容器１００は、例えば、射出成形、圧縮成形、ブロー成形、機械加工又は押出成形によって製造される。可撓性内部容器１０４は、例えば、押出、ラミネーティング、インターリング又はメルト加工技術によって製造することができる。いくつかの実施例においては再密封可能接続部１０８は可撓性内部容器１０４に沿って形成される一方、その他の実施例においては可撓性内部容器１０４の形成後に可撓性内部容器１０４の中に再密封可能接続部１０８が挿入される。いくつかの実施例においては、再密封可能接続部１０８は、硬質外部容器１００の中に可撓性内部容器１０４を挿入する前に可撓性内部容器１０４に流体を充填するために使用される。可撓性内部容器１０４が適切な流体を充填されて密封されるとすぐに、可撓性内部容器１０４はポート１０６を通って硬質外部容器１００の内部空間１０２の中に配置される。
【００２８】
所定の実施例においては、可撓性内部容器１０４は、再密封可能接続部１０８及び分配システムを使用して充填することができる。いくつかの実施例においては、分配システムは、選択された量の流体を移送するための注射器又はそれと同等のものを有する。いくつかの実施例においては、可撓性内部容器１０４は充填ライン（fill  line）で充填される。充填ラインの分配システムはドラム又はその他の容器を有し、ドラム又はその他の容器は、再密封可能接続部１０８と操作可能に連結できる構造体を有して流体が容器から可撓性内部容器１０４内に流れることを可能にする。いくつかの実施例においては、分配システムは、分配システムから可撓性内部容器１０４への流体の移送を容易にできるポンプをさらに有する。その他の実施例においては、分配システムから可撓性内部容器１０４へ流体を移送するために重力が使用されてもよい。１つの実施例においては、充填ラインは、適切な流体を有する可撓性内部容器を充填して、次に再密封可能接続部を可撓性内部容器１０４に連結して内部容器１０４を密封する。いくつかの実施例においては、分配システム及び充填ラインは自動化される。充填された可撓性内部容器１０４は、例えば、製造工場において、分配センターにおいて又は燃料電池ユーザによって、硬質外部容器１０１内に挿入される。当業者であれば、可撓性内部容器１０４を充填するさらなる方法が存在し、それが本開示の範囲内であることがわかるであろう。
【００２９】
硬質外部容器１０１は一般的には充填された内部容器が硬質外部容器１０１内に配置されるように設計されるが、可撓性内部容器１０４は硬質外部容器１０１内に挿入されて適切な流体で充填される。この実施例においては、可撓性内部容器１０４は、例えば、充填ライン又は分配システムを使用することによって充填される。
【００３０】
アルコール燃料電池の燃料供給を補充する方法も与えられる。１つの実施例においては、方法は、カートリッジを燃料電池から取り除くことを有し、ここでカートリッジは硬質外部容器１０１及び封入された可撓性容器１０４を有し、カートリッジの内部容器１０４を燃料を有する流体を収容する適切な内部容器と交換することを有し、及びカートリッジを燃料電池内に挿入して戻し内部容器１０４から燃料電池へ流体を与えることを有する。一般的には、硬質外部容器１０１によって、外部容器を分解することなく可撓性内部容器１０４を取り除くことが可能となる。
【００３１】
別の実施例においては、流体を分配する方法が燃料貯蔵容器のためのリサイクルサービスに統合される。いくつかの実施例においては、ユーザは使用済みの又は実質的に空の容器／カートリッジ１００を、例えば指定小売店のような所定のドロップオフサイト（drop  off  site）に返却する。ユーザは、ドロップオフサイト又は別の小売店で交換用燃料容器／カートリッジを購入する。使用済容器１００は、ドロップオフサイトからリサイクルセンターまで輸送され、リサイクルセンターでは、使用済みの又は実質的に空の可撓性内部容器が、充填された可撓性内部容器に交換される。充填された可撓性内部容器が硬質外部容器内に配置されるとすぐに、容器１００は再梱包され、容器１００が消費者によって購入される小売店まで輸送される。いくつかの実施例においては、硬質外部容器は、新しい充填された可撓性内部容器が外部容器内に配置される前に修理調整される。その他の実施例においては、元の硬質外部容器が損傷を受けていたり構造的に欠陥がある場合は、新しい硬質外部容器が使用される。硬質外部容器が交換される実施例においては、使用済硬質外部容器はリサイクルされ、新しい硬質外部容器の一部を形成するために使用される。いくつかの実施例においては、使用済可撓性内部容器はまた、硬質外部容器から取り除かれた後にリサイクルされる。
【００３２】
別の実施例においては、可撓性内部容器を交換する方法が与えられる。この実施例においては、可撓性内部容器は、硬質外部容器から分離されて消費者に与えられる。次に消費者は、使用済みの、又は実質的に空の、可撓性内部容器を新しい充填された可撓性内部容器と交換する。いくつかの実施例においては可撓性内部容器は使い捨て可能である一方、その他の実施例では可撓性内部容器はリサイクル可能である。リサイクルされた可撓性内部容器は、新しい可撓性内部容器の一部又はその他の製品を形成するために使用される。
【００３３】
上記実施例は説明を意図するものであり限定するものではない。さらなる実施例は特許請求の範囲内にある。本発明は特定の実施例を参照して説明されてきたが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに形式的及び内容的に変更することが可能であることがわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】内部容器を示すために透明に作られた外部容器を有する燃料貯蔵容器の実施例の斜視図である。
【図２】内部容器を示すために透明に作られた外部容器を有する燃料貯蔵容器の実施例の斜視図である。
【図３】機械的密封構造体の実施例の側面図、及び対応する構造体の断面図である。
【図４】ラッチ構造体を示す燃料貯蔵容器の実施例の斜視図である。
【図５】容器整列構造体を示す燃料貯蔵容器の実施例の平面図である。
【図６】仮想線で燃料貯蔵容器保持空間を示す、燃料電池及び燃料貯蔵容器の実施例の斜視図である。
【図１】
2006520086.tif 000003
【図２】
2006520086.tif 000004
【図３】
2006520086.tif 000005
【図５】
2006520086.tif 000006
【図４】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月15日(2005.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する硬質外部容器と、硬質外部容器の内部空間内の閉鎖可撓性内部容器と、可撓性内部容器内の流体と、を有する流体容器であって、
硬質外部容器はポートを有し、流体が充填された可撓性内部容器は、硬質外部容器内の内部容器と係合を解く及び係合させるために外部容器を分解することなく、ポートを通って輸送されることが可能であり、内部容器は再密封可能接続部を形成するのに適切であり、硬質外部容器は、硬質外部容器を燃料電池の燃料電池保持空間内に配置する際、硬質外部容器を燃料電池の対応する構造体に固定して硬質外部容器を適切に整列させるリリース可能ラッチを有する流体容器。
【請求項２】
硬質外部容器は金属を有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項３】
硬質外部容器はポリマーを有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項４】
ポリマーは、ポリ（塩化ビニル）、高密度ポリ（エチレン）、ポリカーボネート、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（プロピレン）、ポリウレタン、それらの適切なコポリマー及びそれらの混合物からなるグループから選択される請求項３に記載の流体容器。
【請求項５】
可撓性内部容器はポリマーを有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項６】
ポリマーはポリ（テトラフルオロエチレン）を有する請求項５に記載の流体容器。
【請求項７】
ポリマーはパーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）である請求項５に記載の流体容器。
【請求項８】
ポリマーは、ポリ（エチレンテレフタレートグリコール）、ポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（フッ化ビニリデン）、それらの適切なコポリマー及びそれらの混合物からなるグループから選択される請求項５に記載の流体容器。
【請求項９】
流体はアルコールを有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１０】
アルコールはメタノールを有する請求項９に記載の流体容器。
【請求項１１】
流体はＪＰ８ジェット燃料を有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１２】
再密封可能接続部は、穿刺部材が取り除かれた際に再密封できる穿刺可能膜を有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１３】
再密封可能接続部は、対応する構造体と結合するように構成された係合可能機械的密封構造体を有し、対応する構造体は、対応する構造体が密封構造体と結合して再密封可能接続部を通して流体流を与える際に機械的密封構造体の密封を解くことができる請求項１に記載の流体容器。
【請求項１４】
ポートは硬質外部容器の開口部を有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１５】
流体容器は閉鎖部材をさらに有し、閉鎖部材は可逆的に閉鎖されてポートの少なくとも一部を覆うことができる請求項１４に記載の流体容器。
【請求項１６】
再密封可能接続部にアクセスを与える流体アクセスポートをさらに有する請求項１に記載の流体容器。
【請求項１７】
硬質外部容器と、閉鎖可撓性内部容器と、内部容器内に封入された流体と、を有する燃料電池用カートリッジであって、
硬質外部容器は、カートリッジを燃料電池の燃料電池保持空間内に配置する際、燃料電池の対応する構造体にカートリッジを固定してカートリッジを適切に整列させるリリース可能ラッチを有し、可撓性容器は、カートリッジを燃料電池保持空間内に配置する際、燃料電池の対応する構造体と界面接合して内部容器から燃料電池へ流体流を与えることが可能な密封構造体を有するカートリッジ。
【請求項１８】
密封構造体は急速連結バルブを有する請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項１９】
密封構造体はニードルレスバルブシステムを有する請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項２０】
可撓性内部容器はポリマーを有する請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項２１】
ポリマーはフルオロポリマーを有する請求項２０に記載のカートリッジ。
【請求項２２】
流体はアルコールを有する請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項２３】
アルコールはメタノールを有する請求項２２に記載のカートリッジ。
【請求項２４】
硬質外部容器は、特定の配向で密封構造体を保持する流体アクセスポートを有する請求項２２に記載のカートリッジ。
【請求項２５】
記載なし
【請求項２６】
燃料電池の燃料供給源を補充するための方法であって、方法は：
カートリッジを燃料電池から取り外すことを有し、カートリッジは硬質外部容器と封入された可撓性内部容器とを有し、硬質容器は外部容器を分解することなく可撓性内部容器を取り外すことを可能にし；
硬質外部容器を分解することなくカートリッジの内部容器を、燃料を有する流体を収容する適切な内部容器と交換することを有し；及び
カートリッジを燃料電池内に挿入して戻し内部容器から燃料電池へ流体を与えることを有する方法。
【請求項２７】
燃料はアルコールを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
燃料はメタノールを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
燃料はジェット燃料を有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
可撓性内部容器は対応する構造体に係合するように構成された密封構造体をさらに有し、対応する構造体は、密封構造体が対応する構造体と係合する際に密封構造体の密封を解くことができる請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
カートリッジを燃料電池内に挿入することは、機械的密封構造体を対応する構造体に係合させ及び密封構造体の密封を解く請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
カートリッジを燃料電池から取り除くことは、密封構造体と対応する構造体との係合を解き及び密封構造体を密封する請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
外部容器は整列構造体を有し、整列構造体は、燃料電池の対応する整列構造体に連結してカートリッジを燃料電池内に適切に整列させるように構成されている請求項２６に記載の方法。
【国際調査報告】
2006520086.tif 000009