JP2009301962A - 燃料充填機 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池の液体燃料を貯留する燃料タンクに対し、使用者が液体燃料をほとんど残さずに、手軽に充填することができ、充填時の漏洩も防止できるようにする。
【解決手段】燃料充填機１０は、燃料タンクの燃料受入れ口に挿入可能な充填ノズル１１と、内部に液体燃料を貯留可能であり、充填ノズル１１を通して液体燃料を燃料タンクに充填するための充填容器１２とを備え、充填ノズル１１は、充填容器１２内の液体燃料を供給するための燃料供給部１１ａと、燃料タンク内の気体を排出するための気体排出部１１ｂとを有し、充填容器１２の内部に貯留されている液体燃料に圧力を作用させ、燃料供給部１１ａを通して液体燃料を燃料タンクに充填可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池の液体燃料を貯留する燃料タンクに対し、液体燃料を充填するための燃料充填機に係るものである。そして、詳しくは、液体燃料を効率的に充填できるようにするとともに、充填の際の漏洩を回避できるようにした技術に関するものである。

近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、カムコーダ等の携帯型電子機器は、高機能化や多機能化にともなって消費電力が増加する傾向にある。そのため、これらの携帯型電子機器の電源として、エネルギ密度や出力密度の向上が見込める燃料電池が注目されている。

燃料電池では、アノード側に供給された燃料が酸化され、カソード側に空気又は酸素が供給されて酸素が還元される。そして、燃料が持っている化学エネルギが効率良く電気エネルギに変換され、その電気エネルギを取り出して利用する。そのため、燃料電池は、燃料を補給し続けることにより、充電しなくても電源として使い続けることができる。

このような燃料電池において、携帯型電子機器の電源となる可能性が最も高いのは、プロトン伝導性高分子膜を電解質とする固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）である。その中でも、メタノールを改質することなく燃料に用いるダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）は、燃料のメタノールを低濃度又は高濃度の水溶液としてアノード側に供給するものである。そして、供給されたメタノールは、アノード側の触媒層で二酸化炭素に酸化される。また、この際に生じた水素イオンは、アノードとカソードとの間に挟持されたプロトン伝導性高分子電解質膜を通ってカソード側に移動し、カソード側の触媒層で酸素と反応して水を生成する。

このように、ダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）は、液体燃料であるメタノールをアノード側に供給して発電する。また、メタノールは、例えば、燃料電池システムを構成する燃料タンクに貯留されている。そのため、通常は、メタノールの残量を検出する残量検出手段を備えている。そして、残量検出手段によってメタノールが無くなったことが検出された場合には、燃料タンクにメタノールを補給する。

ここで、燃料タンクに対し、使用者が液体燃料を充填できるようにした燃料充填機（サテライト式の燃料カートリッジ）が知られている。すなわち、燃料カートリッジを、ハードケースで構成された外部容器と、外部容器内に収容された高収縮性の内部容器との二重構造とし、内部容器内の液体燃料を燃料タンクに供給するようにした技術である（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−７１７１３号公報

また、液体燃料と気体とを封入する容器を有し、容器内の気体の圧力を利用して液体燃料を圧送するようにした燃料カートリッジが知られている。そして、この燃料カートリッジは、気体がピストンを押すことで燃料を供給するとともに、ピストンと連動する連結ロッドが水回収室内を負圧にし、発電によって生成された水を吸引回収するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−２４７１３６号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、内部容器を外圧等によって積極的に収縮させる手段がないので、内部容器内の液体燃料を燃料タンクに向けて効果的に押し出すことができない。また、燃料タンク内に残留する気体を抜くことができない。そのため、燃料カートリッジの液体燃料をすべて燃料タンクに供給することができず、内部容器内の液体燃料を十分に使い切れないという問題がある。

一方、特許文献２に記載の技術は、気体でピストンを押したり、ピストンと連結ロッドとを連動させたりしているので、構成的に複雑なものとなっている。そのため、大型化するだけでなく、燃料電池で作動する携帯型電子機器等の使用者が手軽に液体燃料を充填できるものではない。しかも、発電によって生成された水は回収できるが、燃料タンク内に残留する気体を抜くものではないので、液体燃料の効率的な充填が困難で、充填の際に液体燃料が漏洩するおそれがある。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、燃料電池の液体燃料を貯留する燃料タンクに対し、使用者が液体燃料をほとんど残さずに、手軽に充填することができ、充填時の漏洩も防止できるようにすることである。

本発明は、以下の解決手段により、上述の課題を解決する。
本発明の請求項１に記載の発明は、燃料電池の液体燃料を貯留する燃料タンクの燃料受入れ口に挿入可能な充填ノズルと、内部に液体燃料を貯留可能であり、前記充填ノズルを通して液体燃料を前記燃料タンクに充填するための充填容器とを備え、前記充填ノズルは、前記充填容器内の液体燃料を供給するための燃料供給部と、前記燃料タンク内の気体を排出するための気体排出部とを有し、前記充填容器の内部に貯留されている液体燃料に圧力を作用させ、前記燃料供給部を通して液体燃料を前記燃料タンクに充填可能な燃料充填機である。

（作用）
上記の請求項１に記載の発明は、充填ノズルが、充填容器内の液体燃料を供給するための燃料供給部と、燃料タンク内の気体を排出するための気体排出部とを有している。そのため、充填容器内の液体燃料を燃料タンクに供給できるだけでなく、燃料タンク内の気体を排出できる。

また、上記の請求項１に記載の発明は、充填容器の内部に貯留されている液体燃料に圧力を作用させて燃料タンクに液体燃料を充填できる。そのため、液体燃料を効率的に充填することができ、しかも、充填容器内の液体燃料を十分に使い切ることができる。

上記の発明によれば、充填ノズルによって燃料タンク内の気体を排出させることができる。また、充填容器の内部に貯留された液体燃料に圧力を作用させて燃料タンクに液体燃料を充填できる。そのため、使用者は、燃料タンクに対し、液体燃料をほとんど残さず手軽に充填できるだけでなく、充填時の漏洩も回避できるようになる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、液体燃料によって発電する燃料電池システム１００を示す斜視図等である。
図１に示す燃料電池システム１００は、メタノールを燃料として用いるダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）である。そして、燃料タンク１１０及び燃料電池本体１２０を備えており、燃料タンク１１０から燃料電池本体１２０にメタノールが供給されるようになっている。

燃料タンク１１０は、燃料容器部１１１と、燃料受入れ口１１２とを有している。そして、燃料容器部１１１は、液体燃料であるメタノールを貯留するための密閉性の高い空間であり、燃料電池本体１２０の内部に配置されている。また、燃料受入れ口１１２は、燃料容器部１１１内からメタノールが無くなったときに、外部からを補給するためのものであり、図１（ａ）に示すように、燃料電池本体１２０の側面に露出している。なお、図１（ｂ）では、燃料容器部１１１内からメタノールが無くなった状態の燃料タンク１１０を示している。

ここで、燃料容器部１１１の内部には、メタノールの残量を検出する残量センサ（図示せず）が取り付けられている。そのため、残量センサによって燃料容器部１１１内のメタノールが無くなったことが検出された場合には、燃料受入れ口１１２からメタノールを補給すればよい。なお、燃料受入れ口１１２は、内側に開閉弁１１２ａ（図１（ｂ）参照）が設けられているので、補給されたメタノールが外部に漏れ出すことはない。

図２は、燃料電池システム１００を示す概念図である。
図２に示すように、燃料電池システム１００は、燃料タンク１１０及び燃料電池本体１２０によって構成されている。そして、燃料電池本体１２０は、発電装置１２１と、制御装置１２２と、燃料供給ポンプ１２３と、補助電池１２４とを有している。

発電装置１２１は、メタノールが有する化学エネルギによって電力を発生させるものである。すなわち、発電装置１２１は、プロトン伝導性高分子電解質膜の両面にアノード側の燃料電極とカソード側の酸素電極とが接合された膜−電極接合体（ＭＥＡ）を備えている。そして、燃料電極は、導電性多孔質支持体の表面に酸化触媒層が形成されたものであり、酸素電極は、導電性多孔質支持体の表面に還元触媒層が形成されたものとなっている。なお、導電性多孔質支持体としては、例えば、カーボンシートやカーボンクロス等が用いられる。また、酸化触媒層及び還元触媒層は、例えば、触媒である白金等とプロトン伝導体との混合物によって形成される。

このような膜−電極接合体（ＭＥＡ）の燃料電極には、メタノールが供給され、酸素電極には、酸素又は空気が供給される。そして、アノード側の燃料電極に供給されたメタノールは、酸化触媒層で二酸化炭素に酸化される。また、この際に、電子（ｅ−）が分離した水素イオン（プロトン：Ｈ＋）が発生し、生じた水素イオンがプロトン伝導性高分子電解質膜を通ってカソード側に移動するとともに、燃料電極から電子（ｅ−）が取り出されて負荷へ供給される。さらにまた、負荷を経由した電子（ｅ−）及びプロトン伝導性高分子電解質膜を通過した水素イオン（プロトン：Ｈ＋）は、酸素電極の還元触媒層で酸素と反応して水を生成する。

このように、発電装置１２１は、電気化学反応によって電力を発生し、電力以外の副産物は、基本的に水のみとなる。そして、負荷に供給される起電力は、発電装置１２１の燃料電極に供給されるメタノールの量に依存する。そのため、制御装置１２２によって燃料供給ポンプ１２３を制御し、メタノールの供給量を調節することにより、電力を任意に発生させることができる。

ここで、メタノールは、燃料タンク１１０から供給される。すなわち、燃料タンク１１０は、燃料電池本体１２０に内蔵されており、燃料タンク１１０の燃料容器部１１１にメタノールが貯留されている。そして、補助電池１２４の電力によって燃料供給ポンプ１２３を駆動すれば、燃料容器部１１１内のメタノールが発電装置１２１に供給される。なお、補助電池１２４は、例えば、リチウムポリマ電池等の二次電池であり、発電装置１２１によって発生する電力の一部が供給され、蓄積されるようになっている。

また、燃料タンク１１０のメタノールが無くなった場合には、燃料受入れ口１１２から燃料容器部１１１にメタノールを補給する。すると、再び、燃料タンク１１０から燃料電池本体１２０にメタノールが供給されるようになる。そのため、その後も発電装置１２１による発電を続けることが可能となる。

図３は、図１に示す燃料タンク１１０に対し、メタノールを補給するための第１実施形態の燃料充填機１０を示す断面図である。
図３に示すように、第１実施形態の燃料充填機１０は、図１に示す燃料タンク１１０の燃料受入れ口１１２に挿入可能な充填ノズル１１と、内部にメタノール等の液体燃料を貯留可能な充填容器１２とを備えている。

充填ノズル１１は、充填容器１２の内部に貯留されているメタノール等を燃料タンク１１０（図１参照）に充填するためのものである。そのため、充填ノズル１１は、細長い円管状となっており、充填容器１２の内部と連通するようにして、充填容器１２の先端面に設けられている。

また、充填ノズル１１は、同心円状の二重円管によって構成されている。そして、充填ノズル１１を構成する内側の円管内は、充填容器１２内のメタノール等を供給するための燃料供給部１１ａとなっており、内側の円管と外側の円管との間は、燃料タンク１１０（図１参照）内の気体を排出するための気体排出部１１ｂとなっている。

充填容器１２は、内部に貯留されたメタノール等の液体燃料に圧力を作用させ、充填ノズル１１の燃料供給部１１ａを通してメタノール等を燃料タンク１１０（図１参照）に充填するためのものである。そのため、充填容器１２は、燃料供給部１１ａに接続され、メタノール等を貯留する燃料貯留部１２ａと、気体排出部１１ｂに接続され、燃料タンク１１０内から排出された気体を収容する気体収容部１２ｂと、燃料貯留部１２ａ内のメタノール等に圧力が作用するように移動可能なピストン１３とを有している。なお、ピストン１３は、充填容器１２の外部に突き出る取っ手１４を有している。

ここで、充填ノズル１１及び充填容器１２は、液体燃料（メタノールの他、エタノール、蟻酸等が使用できる）に対して耐性を持つシリコン系やフッ素系の樹脂材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレン（ＰＰ）＋アルミコーティング、ポリエチレン（ＰＥ）＋アルミコーティング等で一体的に形成されている。そして、充填ノズル１１の気体排出部１１ｂは、通気管１５により、充填容器１２の気体収容部１２ｂに接続されている。なお、充填ノズル１１、充填容器１２、及び通気管１５は、全体が透明又は半透明なものとなっており、燃料貯留部１２ａの内部に貯留されているメタノールの残量等を外部から容易に視認できるようにしている。

図４から図６は、図３に示す第１実施形態の燃料充填機１０によってメタノールを充填する燃料充填方法を示す説明図である。
なお、図４は、燃料充填前の状態を示し、図５は、燃料充填中の状態を示し、図６は、燃料充填後の状態を示している。

図３に示す第１実施形態の燃料充填機１０によってメタノールを充填するには、最初に、図４に示すように、燃料電池システム１００の燃料タンク１１０に燃料充填機１０を接続する。すなわち、燃料タンク１１０の燃料受入れ口１１２に対し、燃料充填機１０の充填ノズル１１を矢印のようにして挿入する。すると、充填ノズル１１の先端部によって開閉弁１１２ａ（図１（ｂ）参照）が開かれる。

次に、図５に示すように、充填容器１２の外部に突き出た取っ手１４を矢印のように押し込めば、ピストン１３の移動によって燃料貯留部１２ａ内のメタノールに圧力が作用する。すなわち、ピストン１３が充填ノズル１１に向かって移動することによってメタノールに正圧が発生する。その結果、燃料貯留部１２ａの内部に貯留されているメタノールがピストン１３の移動分だけ充填ノズル１１の燃料供給部１１ａから押し出され、燃料タンク１１０にメタノールが充填される。

また、取っ手１４の押し込み（ピストン１３の移動）により、燃料貯留部１２ａ内のメタノールに正圧が発生すると同時に、気体収容部１２ｂが拡大して負圧になる。そのため、メタノールの充填にともなって燃料タンク１１０の内部気体が充填ノズル１１の気体排出部１１ｂに吸い込まれる。したがって、燃料タンク１１０の内部気体がメタノールと円滑に入れ替わり、ピストン１３の移動（メタノールの充填）がスムーズになる。

このように、燃料充填機１０の使用者は、燃料タンク１１０の燃料受入れ口１１２に燃料充填機１０の充填ノズル１１を挿入し、取っ手１４を押し込むだけで、手軽にメタノールを充填できる。そして、メタノールの充填量は、取っ手１４の押し込み量（ピストン１３の移動量）によって任意に調整できる。

また、透明（半透明）な充填容器１２内のメタノールの残量は、外部から容易に視認できるので、燃料充填機１０の使用者は、図６に示すように、燃料貯留部１２ａ内のメタノールをすべて使い切るように充填できる。しかも、メタノールの過剰充填等により、充填ノズル１１の気体排出部１１ｂからメタノールが流入した場合には、透明（半透明）な通気管１５によってその流入を確認できる。そのため、メタノールを適正な範囲内で充填（過剰充填等を回避）できる。なお、燃料貯留部１２ａに押し込んだ状態のピストン１３（図６参照）を引っ張り上げれば、燃料貯留部１２ａ内に新たなメタノールを吸い込めるので、この燃料充填機１０により、何度でも燃料タンク１１０に充填を繰り返せる。

さらにまた、充填ノズル１１は、燃料受入れ口１１２に隙間なく挿入されているので、充填時のメタノール漏れが防止されるだけでなく、燃料タンク１１０の内部気体がすべて気体排出部１１ｂを通って排出される。そして、内部気体は、通気管１５を通って充填容器１２の気体収容部１２ｂに収容される。そのため、内部気体に気化したメタノールが含まれていたとしても、そのメタノールを外部に漏らすことなく安全に回収できる。

図７は、第２実施形態の燃料充填機２０を示す断面図である。
図７に示すように、第２実施形態の燃料充填機２０は、図３に示す第１実施形態の燃料充填機１０と同様に、ピストン２３によってメタノールを充填する。すなわち、取っ手２４を矢印のように押し込めば、ピストン２３の移動によって充填容器２２内のメタノールが充填ノズル２１の燃料供給部２１ａを通って燃料タンク１１０に充填される。

また、メタノールの充填にともない、燃料タンク１１０の内部気体は、充填ノズル２１の気体排出部２１ｂ内に入り込む。そして、第２実施形態の燃料充填機２０では、図３に示す第１実施形態の燃料充填機１０のような通気管１５が設けられておらず、図７に示すように、気体排出部２１ｂは、その根元部に排気口２５を有している。そのため、気体排出部２１ｂ内に入った内部気体は、排気口２５を通って燃料タンク１１０の外部に排出される。

このような第２実施形態の燃料充填機２０であれば、充填容器２２が小型になるとともに、構造を簡略化できる。なお、充填容器２２は、メタノールの充填の際に、ピストン２３の移動がスムーズになるように、ピストン２３がメタノールに圧力を作用させる面とは反対の面側の空間に空気を導く通気口２６を有している。

図８は、第３実施形態の燃料充填機３０を示す断面図である。
図８に示すように、第３実施形態の燃料充填機３０では、充填ノズル３１が２つの円管によって構成されている。そして、充填ノズル３１を構成する一方（長い方）の円管内が、充填容器３２内のメタノールを供給するための燃料供給部３１ａとなっており、他方（短い方）の円管内が、燃料タンク１１０の内部気体を排出するための気体排出部３１ｂとなっている。なお、この燃料タンク１１０は、充填ノズル３１の燃料供給部３１ａ及び気体排出部３１ｂに対応するように、燃料受入れ口１１２に加えて気体排出口１１３が形成されたものとなっている。

また、充填ノズル３１の燃料供給部３１ａは、その外側に、メタノール等の液体燃料に対して耐性を持つシリコン系やフッ素系のゴム材料からなるシールゴム３６ａ（本発明におけるシール部材に相当するもの）を有しており、気体排出部３１ｂは、その外側に、同様のシールゴム３６ｂ（本発明におけるシール部材に相当するもの）を有している。そのため、充填ノズル３１を挿入すると、燃料受入れ口１１２及び気体排出口１１３は、シールゴム３６ａ及びシールゴム３６ｂによって塞がれ、シールされる。なお、液体燃料に対して耐性を持つ材料から形成されたシール部材であれば、シールゴム３６ａ（シールゴム３６ｂ）に限られない。

さらにまた、充填容器３２は、透明又は半透明のものであり、燃料貯留部３２ａと、気体収容部３２ｂと、空間部３２ｃとを有している。そして、燃料貯留部３２ａは、充填ノズル３１の燃料供給部３１ａに接続され、内部にメタノールが貯留されている。さらにまた、気体収容部３２ｂは、充填ノズル３１の気体排出部３１ｂに接続され、燃料タンク１１０の内部気体を収容する。

このような第３実施形態の燃料充填機３０も、図３に示す第１実施形態の燃料充填機１０と同様に、ピストン３３によってメタノールを充填する。すなわち、取っ手３４を矢印のように押し込めば、ピストン３３の移動によってメタノールに圧力が作用し、充填容器３２の燃料貯留部３２ａに貯留されているメタノールが充填ノズル３１の燃料供給部３１ａを通って燃料タンク１１０に充填される。

ここで、充填容器３２の気体収容部３２ｂには、メタノール吸収剤３５（本発明における燃料吸収部材に相当するもの）が配置されている。このメタノール吸収剤３５としては、例えば、活性炭、シリカゲル、モレキュラーシーブのようなゼオライト類等が好適なものである。そして、メタノール吸収剤３５により、充填ノズル３１の気体排出部３１ｂを通って気体収容部３２ｂに入ってきたメタノール（液体のメタノールや、そのメタノールが気化したもの）が吸収される。なお、メタノール吸収剤３５に代えて、メタノール等のアルコールを酸化する触媒（例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属触媒類）を用いてもよい。

また、充填容器３２の気体収容部３２ｂは、メタノール吸収剤３５よりも下流側で、ピストン３３がメタノールに圧力を作用させる面とは反対の面側に形成される空間部３２ｃに接続されている。そのため、ピストン３３を充填ノズル３１に向かって移動させ、燃料貯留部３２ａのメタノールに正圧を発生させて燃料タンク１１０にメタノールを充填すれば、ピストン３３の移動によって空間部３２ｃが拡大して負圧になる。すると、気体収容部３２ｂも負圧になるので、燃料タンク１１０の内部気体が充填ノズル３１の気体排出部３１ｂに吸い込まれることとなる。

しかも、第３実施形態の燃料充填機３０では、燃料受入れ口１１２及び気体排出口１１３がシールゴム３６ａ及びシールゴム３６ｂによって完全に塞がれるようになるので、充填時のメタノール漏れが確実に防止されるだけでなく、燃料タンク１１０の内部気体がすべて気体排出部３１ｂを通って効果的に排出される。そして、その内部気体は、メタノール吸収剤３５を通って充填容器３２の気体収容部３２ｂに収容される。

その結果、第３実施形態の燃料充填機３０は、メタノールの充填がスムーズになるだけでなく、内部気体に気化したメタノールが含まれていたとしても、そのメタノールをメタノール吸収剤３５に吸収させて回収できるので、安全性が高くなる。なお、充填ノズル３１の気体排出部３１ｂから液体のままのメタノールが吸い込まれた場合には、そのメタノールもメタノール吸収剤３５によって安全に回収される。

図９は、第４実施形態の燃料充填機４０を示す断面図である。
図９に示すように、第４実施形態の燃料充填機４０も、図８に示す第３実施形態の燃料充填機３０と同様に、充填ノズル４１が、燃料供給部４１ａ及び気体排出部４１ｂの２つの円管によって構成されている。また、燃料受入れ口１１２及び気体排出口１１３は、シールゴム４６ａ及びシールゴム４６ｂによって塞がれ、シールされる。さらにまた、透明又は半透明な充填容器４２は、燃料貯留部４２ａと、気体収容部４２ｂと、空間部４２ｃとを有している。そして、ピストン４３によってメタノールを充填する。

ただし、充填容器４２の燃料貯留部４２ａは、柔軟性を持った袋状のものであり、その袋の中にメタノールが貯留されている。また、ピストン４３は、気体収容部４２ｂに挿入されている。そして、気体収容部４２ｂは、充填ノズル４１側とは反対側に通気口４５ａを有しており、外部と連通している。さらにまた、空間部４２ｃは、充填ノズル４１側とは反対側に通気口４５ｂを有しており、外部と連通している。

このような第４実施形態の燃料充填機４０であれば、取っ手４４を矢印のように引っ張れば、ピストン４３が通気口４５ａに向かって移動し、充填容器４２の気体収容部４２ｂが負圧になる。そのため、燃料タンク１１０の内部気体が充填ノズル４１の気体排出部４１ｂから吸い込まれ、気体収容部４２ｂに収容されるので、内部気体に気化したメタノールが含まれていたとしても、そのメタノールを安全に回収することができる。なお、気体収容部４２ｂの空気が通気口４５ａから逃げるので、ピストン４３の移動は、スムーズなものとなる。

また、燃料受入れ口１１２及び気体排出口１１３がシールゴム４６ａ及びシールゴム４６ｂによって塞がれているため、充填ノズル４１の気体排出部４１ｂから内部気体が排出されることにより、燃料タンク１１０内が負圧になる。そして、通気口４５ｂによって充填容器４２の空間部４２ｃが大気圧に維持されていることから、柔軟性を持った袋状の燃料貯留部４２ａが矢印のように収縮するとともに、メタノールが充填ノズル４１の燃料供給部４１ａを通って吸い出される。その結果、燃料タンク１１０にメタノールが充填されることとなる。

このように、第４実施形態の燃料充填機４０は、燃料タンク１１０内を負圧にすることで、充填容器４２の燃料貯留部４２ａからメタノールを吸い出す。そのため、取っ手４４を矢印のように引っ張ってピストン４３を通気口４５ａ側に移動させても、燃料タンク１１０内が気化したメタノールの圧力等によって負圧にならなければ（燃料タンク１１０内が正圧であれば）、メタノールが充填されない。したがって、充填時の安全性がより一層向上したものとなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、
（１）上記の実施形態では、燃料電池システム１００に用いる発電用燃料としてメタノールを用いたが、組成に水素を含有する液体燃料であれば、メタノールに限られない。すなわち、エタノール、ブタノール等のアルコール系の液体燃料や、常温・常圧下で気体のジメチルエーテルやイソブタン、天然ガス等の炭化水素を液化した燃料を用いることもできる。

（２）上記の実施形態（例えば、第１実施形態）では、燃料充填機１０の充填ノズル１１が充填容器１２と一体的に形成されているが、別体の充填ノズルを充填時に充填容器に取り付けるようにしてもよい。また、充填容器１２からピストン１３を抜き出せるようにし、充填ノズル１１とは反対側から充填容器１２にメタノールを入れられるようにしてもよい。さらにまた、ピストン１３を移動させるのではなく、例えば、柔軟性を有する蛇腹状の充填容器を用いたり、柔軟性を有する円筒状の充填容器の腹を指で押したりすることで、充填容器の内部に貯留されている液体燃料に圧力を作用させるようにしてもよい。

液体燃料によって発電する燃料電池システムを示す斜視図等である。 燃料電池システムを示す概念図である。 第１実施形態の燃料充填機を示す断面図である。 第１実施形態の燃料充填機によってメタノールを充填する燃料充填方法（燃料充填前の状態）を示す説明図である。 第１実施形態の燃料充填機によってメタノールを充填する燃料充填方法（燃料充填中の状態）を示す説明図である。 第１実施形態の燃料充填機によってメタノールを充填する燃料充填方法（燃料充填後の状態）を示す説明図である。 第２実施形態の燃料充填機を示す断面図である。 第３実施形態の燃料充填機を示す断面図である。 第４実施形態の燃料充填機を示す断面図である。

符号の説明

１０ 燃料充填機
１１ 充填ノズル
１１ａ 燃料供給部
１１ｂ 気体排出部
１２ 充填容器
１３ ピストン
２０ 燃料充填機
２１ 充填ノズル
２１ａ 燃料供給部
２１ｂ 気体排出部
２２ 充填容器
２３ ピストン
３０ 燃料充填機
３１ 充填ノズル
３１ａ 燃料供給部
３１ｂ 気体排出部
３２ 充填容器
３２ａ 燃料貯留部
３２ｂ 気体収容部
３２ｃ 空間部
３３ ピストン
３５ メタノール吸収剤（燃料吸収部材）
３６ａ，３６ｂ シールゴム（シール部材）
４０ 燃料充填機
４１ 充填ノズル
４１ａ 燃料供給部
４１ｂ 気体排出部
４２ 充填容器
４２ａ 燃料貯留部
４２ｂ 気体収容部
４２ｃ 空間部
４３ ピストン
４６ａ，４６ｂ シールゴム（シール部材）
１１０ 燃料タンク
１１２ 燃料受入れ口

Claims (6)

1. 燃料電池の液体燃料を貯留する燃料タンクの燃料受入れ口に挿入可能な充填ノズルと、
   内部に液体燃料を貯留可能であり、前記充填ノズルを通して液体燃料を前記燃料タンクに充填するための充填容器と
   を備え、
   前記充填ノズルは、
   前記充填容器内の液体燃料を供給するための燃料供給部と、
   前記燃料タンク内の気体を排出するための気体排出部と
   を有し、
   前記充填容器の内部に貯留されている液体燃料に圧力を作用させ、前記燃料供給部を通して液体燃料を前記燃料タンクに充填可能である
   燃料充填機。
2. 請求項１に記載の燃料充填機において、
   前記充填容器は、
   前記燃料供給部に接続され、液体燃料を貯留する燃料貯留部と、
   前記気体排出部に接続され、排出された気体を収容する気体収容部と、
   前記燃料貯留部内の液体燃料に圧力が作用するように移動可能なピストンと
   を有する燃料充填機。
3. 請求項２に記載の燃料充填機において、
   前記気体収容部は、前記ピストンが液体燃料に圧力を作用させる面とは反対の面側に形成される空間部に接続されている
   燃料充填機。
4. 請求項１に記載の燃料充填機において、
   前記充填ノズルは、二重の円管によって構成され、内側の前記円管内を前記燃料供給部とし、内側の前記円管と外側の前記円管との間を前記気体排出部とする
   燃料充填機。
5. 請求項１に記載の燃料充填機において、
   前記充填ノズルの外側に設けられ、前記充填ノズルを前記燃料受入れ口に挿入した際に、両者の隙間をシールするためのシール部材を有する
   燃料充填機。
6. 請求項１に記載の燃料充填機において、
   前記気体排出部を通して排出された液体燃料又は液体燃料が気化したものを吸収するための燃料吸収部材を有する
   燃料充填機。

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