JP2002532343A - 流体移送装置 - Google Patents

流体移送装置

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JP2002532343A JP2000588029A JP2000588029A JP2002532343A JP 2002532343 A JP2002532343 A JP 2002532343A JP 2000588029 A JP2000588029 A JP 2000588029A JP 2000588029 A JP2000588029 A JP 2000588029A JP 2002532343 A JP2002532343 A JP 2002532343A
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Abstract

(57)【要約】 特に、航空機燃料供給装置の燃料のような、揮発性流体又は有害流体を貯蔵又は移送するために、可変容積貯蔵タンク（１０）又はリザーバー及び関連流体（１２）移送装置を提供する。各流体貯蔵タンク（１０）は、流体（１２）を受け入れて、貯蔵するための可変容積内部チャンバー（１４）を構成する、可動ベース壁（２２）と共同するタンク本体（１８）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は一般に、特に、航空機の燃料送出装置における航空機燃料のような、
揮発性の及び又は潜在的に危険な流体を貯蔵及び移送するための装置に関する。
より詳細には、本発明は、航空機燃料等のような選択された流体を貯蔵及び分配
するための、改良可変容積貯蔵タンク又はリザーバーに関し、貯蔵タンクは、燃
料がそこから分配されるときに、貯蔵タンク内の残留空気スペース又は蒸気スペ
ースの形成を実質的に妨げ、さらに貯蔵タンクには、タンク内に残っている燃料
のレベル又は容積を検出するための、外部に取り付けられた流体レベルセンサー
装置が設けられている。可変容積貯蔵タンクは、潜在的に危険な流体の移送、又
は大気圏外宇宙環境における流体の移送のような、種々の流体移送の用途に利用
される。
【０００２】 現代の航空機は一般に、航空機胴体及び翼に沿って異なる位置に取り付けられ
た複式燃料タンクを備えており、このような複式燃料タンクは、燃料の実質的な
量を収容するように設計されており、それによって、航空機に著しい潜在的な飛
行範囲を与える。燃料タンクは、通常、内部タンクの燃料移送を適応するために
互いに相互連結されており、特に燃料が飛行中１つ又は２つ以上の航空機エンジ
ンへの送出によって消耗されるとき、航空機全体に亘って燃料荷重の実質的に一
様な又は釣合いのとれた分布を可能にする。さらに、比較的短距離飛行について
は、航空機は、全体の航空機重量を減じて、燃料効率を改善するために、部分的
な燃料荷重のみで、ときには、１つ又は２つ以上の空の状態の燃料タンクで離陸
するのが普通である。内部燃料移送ポンプは、種々の燃料タンク内に一般に取り
付けられており、地上で又は飛行中に作動されて、短距離飛行に備えて燃料を一
方のタンクから他方のタンクへ移送したり、１つ又は２つ以上の燃料タンクを空
にする。さらに、航空機燃料タンクは通常、種々のタンクの内側に取り付けられ
た燃料レベルセンサーを備えて、飛行乗務員に各タンクの残りの燃料容積を指示
する。
【０００３】 近年、多くの航空機事故が、燃料を航空機エンジンに送出するための、燃料タ
ンク及び関連装置に関する故障によるものである。より詳細には、航空機燃料タ
ンクが通常、実質的に充填された状態の特定な最大量の燃料を収容するための一
定容積形態で作られている。燃料の使用中燃料がタンクから移送されるとき、又
は他のタンクへの燃料移送の結果として、実質的な空気又は蒸気スペースが、タ
ンク内に残っている燃料の上に作られる。この空気又は蒸気スペースは、高濃度
の揮発性燃料蒸気の形成及び蓄積の場所を好ましからず与える。蒸気形態のこの
燃料の蓄積は、燃料を無駄にし、大気汚染源になるばかりでなく、空気及びどん
な点火源の前面でも保安上の危険を呈する。潜在的な点火源は、航空機燃料タン
ク内に直接取り付けられた電動及び又は摩擦発生燃料移送ポンプからなる。他の
潜在的な点火源は、燃料タンク内に直接取り付けられた燃料レベルセンサーのよ
うな、他に電動装置をからなる。
【０００４】 本発明は、タンクが空の状態又は部分的に空の状態にあるとき、残留空気又は
蒸気スペースを実質的に除去する可変容積設計の改良燃料貯蔵タンク又はリザー
バーを提供することによって、さらに貯蔵タンク内の燃料レベルを外部に取り付
けた燃料センサーによってモニターすることによって、これらの問題及び欠点を
克服する。本発明の改良可変容積タンクは、複式タンク装置、航空機又は他の流
体移送環境で、同時操作ができるように一緒に取り付けられ、一方の場所から他
方の場所に安全且つ効率的な流体移送を行う。
【０００５】 （発明の概要） 本発明によれば、貯蔵タンクが航空機燃料供給装置等におけるような安全且つ
効率的な流体移送に特に適した、改良流体貯蔵タンク又はリザーバーを提供する
。改良貯蔵タンクは、流体がそこから送出されるとき、実質的に残留空気又は蒸
気スペースを有しない可変容積構造を有し、さらに、貯蔵タンクは、タンクの外
側に取り付けられたセンサー装置によって流体レベルをモニターできるようにな
っている。本発明の可変容積流体貯蔵タンクは、航空機エンジン等への燃料の安
全且つ効率的な移送のために、相互連結された複式タンク装置に使用されるよう
になっている。貯蔵タンクはまた、種々の異なる流体処理環境において一方の場
所から他方の場所に、制御された方法で、流体の安全且つ効率的な移送を行うよ
うになっている。
【０００６】 一つの好ましい形態では、改良流体貯蔵タンク又はリザーバーは、流出口又は
分配口を一端に有するタンク本体と、可撓性ベロー状膜によってほぼタンク本体
の他端に取り付けられた可動ベース壁とを有する。タンク本体は、可動ベース壁
と協働して、燃料等のような流体を受け入れ及び貯蔵するための可変容積内部チ
ャンバーを構成する。燃料が貯蔵タンクから送出されるとき、ベース壁は、タン
ク本体の中へ漸進的に移動して、内部チャンバー内の空気又は蒸気スペースの存
在を実質的に排除する。流体レベルセンサー装置は、内部チャンバーの外側に取
り付けられた、ベース壁の変位を追跡するための手段を有し、タンク内に残って
いる流体レベル又は容積の指示を行う。
【０００７】 航空機燃料供給装置におけるような、複式タンク装置において、本発明の複数
の流体貯蔵タンクが同時操作ができるように一緒に取り付けられ、各貯蔵タンク
は、タンク間の流体移送を可能にするために少なくとも１つの移送口を有する。
通常の作動中、燃料が装置の各貯蔵タンクから１つ又は２つ以上の航空機エンジ
ンに比例して送出され、各タンク内の可動ベース壁が、タンクの中の燃料レベル
に追従し、空気又は揮発性燃料蒸気が集まる蒸気スペースを実質的に排除する。
複式航空機エンジンの１つが不調で、それへの燃料供給が止まった場合、燃料は
、装置の複式貯蔵タンクから残りの作動エンジンに比例してたえず送出される。
貯蔵タンクの１つが損傷した場合、その中の残っている燃料は、損傷したタンク
内のベース壁の適当な前進及び燃料が移送されることになる１つ又は２つ以上の
タンク内のベース壁の後退によって、装置の補助予備タンクに又は他の貯蔵タン
クに安全且つ効率的に移送される。このような燃料移送が、いかなる著しい空気
又は蒸気スペースも装置内に導入しないで行われる。
【０００８】 １つの好ましい複式タンク装置の配置では、多数の貯蔵タンクは、端部と端部
を突き合わせて取り付けられ、燃料供給が消耗されるとき、入れ子式に受け入れ
られるようになっている一組の貯蔵タンクを有する。例えば、航空機燃料供給装
置では、第１貯蔵タンクは、航空機エンジンへの燃料の送出のために燃料マニホ
ルド等に連結された分配口を有する。より小さなサイズの第２貯蔵タンクは、前
記第１貯蔵タンクへの燃料の送出のために第１貯蔵タンクの可動ベース壁に連結
された分配口を有する。段々に小さなサイズの第３の及び次ぎの貯蔵タンクは、
第２の及び次ぎの貯蔵タンクの可動ベース壁に同様にそれぞれ連結される。燃料
が消耗されるにつれて、第２の及び次ぎの貯蔵タンクは、貯蔵タンクが取り付け
られたベース壁の移動に追従して、貯蔵タンクが互いに入れ子状に重なることに
なる。
【０００９】 本発明の他の特徴及び利点が、以下の詳細な記述、例示によって本発明の原理
を図示する添付図面と関連させれば、明らかになるだろう。
【００１０】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 例示の図に示すように、参照番号１０によって全体的に参照される改良貯蔵タ
ンク又はリザーバーが、航空機又は自動車燃料供給装置における燃料等のような
流体１２を、貯蔵及び処理するために提供される。流体貯蔵タンク１０は、選択
された流体１２を、実質的にいかなる残留空気又は蒸気スペースをも引き起こす
ことなく分配する可変容積チャンバー１４を構成する。その上、貯蔵タンク１０
内に残っている流体の容積を指示するための流体レベル検出装置１６が設けられ
、検出装置１６は、流体収容チャンバー１４の外側に取り付けられ、かくして、
流体１２との直接的な接触から隔離されている。本発明により構成された複数の
貯蔵タンク１０は、航空機等用の燃料供給装置のような流体供給装置に同時操作
ができるように一緒に取り付けられるのがよい。変形例として、貯蔵タンク１０
を、潜在的に危険な物質の安全且つ効率的な移送のために種々の流体取扱い適用
に利用してもよい。
【００１１】 本発明の好ましい一形態による図１乃至図５に示すように、流体貯蔵タンク又
はリザーバー１０は、選択された物理的な寸法及び形状の比較的剛い中空タンク
本体１８を有し、この中空タンク本体１８は、その下端に形成された開放流出口
又は分配口２０を有する。タンク本体１８の上端が、タンク本体１８の横断面形
状と比較的厳密なすり合わせの横断面形状を有するベース壁２２をすべり受け入
れ可能に開放している。ベース壁２２は、その周囲が全体的に可撓性ベロー状環
状膜２４に連結され、該環状膜２４は、タンク本体１８の上端又はその付近に固
着されている。この構造では、ベース壁２２は、タンク本体１８と協働して、流
体１２を収容する可変容積チャンバー１４を構成する可動壁を有する。図１は、
貯蔵タンク１０が実質的に充填された状態で、ベース壁２２を実質的に後退位置
で示し、これに対して、図２は、貯蔵タンク１０が部分的に空になった状態で、
ベース壁２２を部分的に前進させた位置で示す。貯蔵タンク１０は、航空機のタ
ンクを燃料装置環境等においてタンクを航空機内で又は航空機で支持するための
フレームのような、適当なフレーム２６に取り付けられるのがよい。
【００１２】 流体１２は、制御された方法で分配口２０から送出されて使用される。より詳
細には、図１乃至図３が、液体燃料のような流体１２の燃料マニホールド３０へ
の送出を調節するための、分配口２０に連結された一形態の流量コントローラー
２８を示し、燃料は、燃料マニホールド３０を経て、航空機燃料供給装置の適用
における１つ又は２つ以上の航空機エンジン（図示せず）に送出される。図示の
流量コントローラー２８は、好ましくは分配口２０内に着座させた適当な燃料フ
ィルター３６を含むキャップ継手３４等によって分配口２０のところでタンク本
体１８に取り付けられた口付き弾性ニップル３２からなる。ニップル３２を通る
流体の流れは、図４及び図５に見られるように、ほぼＸ字形のスリット形状を有
するニップル口４２のわずか上又はニップル口からわずか上流でニップルの両側
に係合する可動に調節されたジョー３８及び４０を有するクランプによって調節
されるのが良い。図２、図３、及び図５に例示として示すように、ニップル３２
を部分的に圧縮又は圧搾して、ニップル口４２によって定められる開口流れ領域
を大きくするために、或いは、図１及び図４に見られるように、流出口４２が閉
じた実質的に変形させない状態にニップル３２を戻すために、クランプジョー３
８，４０を調節可能に設定するための制御ブロック４３（図１）が設けられる。
変形例として、ニップル３２を流体の流れに対してきつく締め付け、且つ積極的
に閉じる程にクランプジョー３８，４０を互いに向かって移動させても良い。ニ
ップル口が開いているとき、タンク１０からの流体の分配は、重力流れによって
、或いは航空機燃料装置に典型的に設けられているような１つ又は２つ以上の燃
料ポンプ４４の援助によって、若しくはタンク１０内の流体に吸引力を発生させ
る、ベンチュリ型の流体圧力差によって行われる。１９９８年８月５日に出願さ
れた米国特許第０９／１２９１７５号に示され、且つ説明されているタイプの一
対の調節可能に設定されるオーバーレイフローポートのような、可変に設定され
る流出オリフィスを提供するための変形流体流量調節装置を使用しても良い。
【００１３】 貯蔵タンク１０による流体流量は、流体レベルセンサーユニット１６によって
モニターされる。図１及び図２は、取付カラー４８等によってポンプ本体１８の
上端に取り付けられたセンサーハウジング４６を含むセンサーユニット１６を示
す。センサーハウジング４６は、タンクチャンバー内の流体１２のレベルの変化
に応答して移動できるように可動に支えられたセンサートラックアーム５０を覆
う。
【００１４】 より詳細には、センサートラックアーム５０は、可動ベース壁２２の上外側面
に位置するようになった、好ましくはそれに連結された、加重スラグ５２等によ
って連結された下端を有する、垂直方向に向いた要素からなる。図１に示すよう
に、タンク１０が実質的に充填された状態では、センサートラックアーム５０は
、センサーハウジング４６内で上方に延びて、ハウジング４６の上端に又はその
付近に位置決めされた上端で終わる。しかしながら、流体がタンク１０から分配
されると、センサーアーム５０がベース壁２２に追従するように下降し、それに
よって、センサーアーム５０の上端も、センサーハウジング４６内で下方に移動
する。重要なこととして、センサーアーム５０の上端は、センサーハウジング４
６の垂直方向に間隔を隔てた一連の導電性パッド５６を通り越す導電性接触子５
４を支え、その結果、一連の電気信号をモニター５８によって検出することがで
きる。モニター５８は、貯蔵タンク１０内の残りの流体容積を決定し且つ指示す
るために、センサーアーム５０のこの移動を表すようにプログラムされるのが良
い。
【００１５】 さらに、センサートラックアーム５０は、望ましくはモニター５８に、又はセ
ンサーアーム５０を、関連した流体貯蔵タンク１０に対して積極的に前進又は後
退させるための、他の適当な機械式アクチュエーター装置に連結される。トラッ
クアーム５０の前進移動により、可動ベース壁２２をタンク本体１８の中へ前進
又は降下させ、その結果、チャンバー１４内に収容された流体を、タンクから分
配口２０を経て、又は分配口２０にほぼ隣接した位置でタンク本体１８に形成さ
れた１つ又は２つ以上の流体移送口６２を介して、他の位置へ積極的に移動させ
る。逆に、トラックアーム５０の後退移動により、可動壁２２をタンク本体１８
内で上方に後退させ又は移動させて、追加の流体を他の位置から分配口２０を経
て、又は１つ又は２つ以上の移送口６２を介してタンクチャンバー１４の中に引
き込む。重要なこととして、関連した貯蔵タンク１０からの、又は関連した貯蔵
タンク１０への、このような流体の移送中、液体はタンクチャンバー１４内にい
かなる空気又は蒸気スペースをも実質的に引き起こすことなく移動される。その
上、所望なら、センサーユニット１６のような貯蔵タンク外部の部分は、火災の
危険性をさらに減らすために、不活性又は比較的防火性材料又は被膜を有するの
が良い。
【００１６】 もちろん、超音波レベル送信機のような、他のタイプのセンサーを利用しても
よい。
【００１７】 図６及び図７は、燃料を航空機の一対のエンジン６０に供給するための装置配
置に利用される、図１乃至図５に示し且つ説明したタイプの複式貯蔵タンク１０
を図示する。このような装置配置に関して、複式タンク１０は、図１乃至図３に
見られるように、各タンク本体１８の下端付近にある関連した分配口２０に隣接
して位置決めされた移送口６２によって都合よく相互連結される。これらの移送
口６２は、通常は閉じられて、シールされているが、図６及び図７の例示の実施
形態に示す３つの複式貯蔵タンクのように、複式貯蔵タンク１０の急速相互連結
を可能にする。特に、３つの貯蔵タンク１０は、１つのタンクを他の２つのタン
クの間の中央に設け、流れを、関連した移送口６２間に連結された流体移送ライ
ン６４によってつなげた状態で、整列して相互連結される。これらの流体移送ラ
イン６４は、そこに取り付けられ、図３乃至図５に示し且つ説明したように構成
され、必要に応じて関連した流体移送ライン６４を選択的に閉じるための、クラ
ンプ式制御バルブ６６を備えた弾性チューブからなる。変形例として、他の流体
導管材料及び流量コントローラー２８のような他のタイプの制御バルブを使用し
ても良い。
【００１８】 図６及び図７に示す外側の一対の燃料貯蔵タンク１０は、各々燃料ポンプ４４
を含むように示された、対応する一対の燃料マニホールド３０に連結されたそれ
ぞれの分配口２０を有する。通常の作動中、相互に連結された燃料貯蔵タンク１
０のすべて３つは、燃料をエンジン６０に送出する。すなわち、燃料貯蔵タンク
１０は、タンク間の燃料流れのために開放しており、それによって、本質的には
燃料をエンジン６０に供給するための共通の燃料リザーバーを有する。各タンク
１０では、燃料がタンクから分配されるとき、関連したベース壁２２は、タンク
本体１８内で降下して、燃料の残り容積の上に著しい空気又は蒸気スペースの不
存在を維持する。その結果、実質的には、著しい量の潜在的に起爆性の燃料蒸気
が存在する機会がない。さらに、複式タンク１０の各々と関連したセンサーユニ
ット１６は、燃料収容チャンバー１４内に直接取り付けられるべきセンサーユニ
ット１６のいかなる部分をも必要とせずに、燃料の未使用量の最新の指示を行う
。この構造の場合、蓄積された燃料蒸気による突発的な火災又は爆発の可能性及
び又は燃料チャンバー１４内の点火源のような電気的な構成部品の存在を実質的
に回避する。
【００１９】 エンジンの故障又は燃料ポンプの故障のような、装置の不調の場合には、本発
明の貯蔵タンク１０は、航空機のすべての残った作動中のエンジン６０に共通な
燃料リザーバーとして機能しつづける。図７に示すように、故障したエンジン６
０及び又は故障した燃料ポンプ４４を破線で示す。この場合、故障したエンジン
６０への燃料供給、又は故障したポンプ４４からの燃料供給は、通常、選択され
た燃料ポンプ４４を消勢するだけで簡単に終わる。変形例として、所望なら、関
連した流量コントローラー２８を作動させて、作動していないポンプ又はエンジ
ンに連結されたタンク１０の分配口２２を通る燃料の流れを積極的に停止させる
ことによって、このような燃料供給を終わらせても良い。しかる後、移送口６２
及び関連した移送ライン６４は、一列の貯蔵タンク１０を相互に連結して、一連
のタンクを通って、さらにマニホルド３０へ制限のない燃料の流れを可能にして
、作動中のエンジンに燃料を供給する。
【００２０】 図８は、図６及び図７に示す装置概念のさらなる変更例を示し、この装置の概
念では、４つの航空機エンジン６０に供給するための燃料装置において、一連の
連結された複数の５つの貯蔵タンク１０が燃料移送口６２及び関連した移送ライ
ン６４を介して相互に連結される。本実施形態では、航空機エンジン６０のいず
れか一つの不調の場合、又は燃料を各エンジンに送出するための燃料ポンプのい
ずれか一つの不調の場合、故障した構成要素への燃料送出が停止し、その結果、
一列のタンク１０は、燃料をすべての残った作動中のエンジンに供給するための
共通の燃料リザーバーを提供する。
【００２１】 図９は、他の装置の変更例を示し、構成及び作用について上に示し、且つ説明
したタンク１０と同様である補助又は予備燃料タンク１０’を示している。図示
のように、予備タンク１０’は、複数の移送口６２及び関連した移送ライン６４
を介して、複数の主タンク１０の各々に連結され、そのうちの３つが図６及び図
７の装置配置に従って示されている。主タンク１０の１つが故障又は損傷した場
合、それぞれの移送ライン６４に沿って取り付けられた制御バルブ６６は、適当
に閉じられて、損傷したタンクを隣接した主タンクから切り離し、損傷したタン
クを予備タンク１０’に連結する。予備タンク１０’内のセンサーアーム５０及
び関連したベース壁２２の適当な後退は、望ましくは損傷した主タンク１０内の
センサーアーム５０及び関連したベース壁２２の前進を伴うが、残りの燃料を損
傷した主タンク１０から予備タンク１０’に迅速且つ効率的に移送するのに効果
的である。この燃料移送を完了するとすぐに、予備タンク１０’を損傷した主タ
ンク１０と相互に連結する移送ライン６４に沿って取り付けられた制御バルブ６
６を閉じて、損傷したタンクを燃料供給装置の残りから隔離する。損傷した主タ
ンク１０のこのような隔離により１つの航空機エンジン６０が故障することにな
り、予備タンク１０’及び残りの主タンク１０は、航空機のすべての残った作動
中のエンジンにたえず燃料の供給を継続するための共通の燃料リザーバーを提供
する。
【００２２】 予備貯蔵タンク１０’と主貯蔵タンク１０との間の流体移送を図１０により詳
細に示しており、このような流体移送は、図９に示し且つ説明したタイプの航空
機燃料供給装置において、又は特に潜在的に危険な液剤を伴う適用のような、他
のいかなる流体移送の適用においても起こることが認識され、且つ理解される。
図示のように、主貯蔵タンク１０は、流体１２で部分的に満たされ、流体１２を
調節した流量で燃料マニホルド３０又は他の選択された場所に送出するための、
前に説明したタイプの流量コントローラ２８を介して連結される。クランプタイ
プの制御バルブ６６を有する移送ライン６４が、一対の貯蔵タンクの移送口６２
間の適当な連結によって、主タンク１０を補助又は予備タンク１０’と相互に連
結する。予備タンク１０’の分配口２０は、キャップ継手３４’によって閉じた
状態で示されている。予備タンク１０’のベース壁２２に連結されたセンサーア
ーム５０を、モニター５８の制御により後退させることができ、主タンク１０の
ベース壁２２に連結されたセンサーアーム５０を、モニターの制御により前進さ
せて、流体１２を主タンク１０から予備タンク１０’に迅速且つ簡単に送出する
ことができる。流体の送出を完了するとすぐに、制御バルブ６６を閉じ、及び又
は移送ライン６４を２つのタンクから隔離しても良い。重要なこととして、流体
移送は、揮発性蒸気が蓄積することがある空隙が実質的にない場合に、流体が連
続した流れとして通る状態で起こる。空隙を生じさせない流体の移送は、ある危
険な燃料等を扱うとき、例えば、宇宙船環境でヒドラジンのような高い揮発性の
燃料を移送するときに、特に望ましい。さらに、この方法の流体移送は、２つの
貯蔵タンク及び又は存在する重力の方向に関係なく行われ、このような流体移送
は大気圏外宇宙環境において迅速且つ簡単に起こる。
【００２３】 本発明の改良貯蔵タンク１０を使用する、関連した流体移送の適用が図１１に
示され、この例では、貯蔵タンク１０は、収縮可能で、典型的に使い捨ての供給
容器７０から充填され、又は補給されるようになっている。供給容器７０は、燃
料、又は他の潜在的に危険な物質のような選択された流体で満たされ、そして、
通常閉じたキャップ７６を有する開放口付ネック７４を備えた収縮可能な弾性容
器本体７２を有する。キャップ７６は、貯蔵タンク１０の移送口６２に図１１に
見られるように直接、又は前に示し且つ説明したタイプの移送導管６４によって
間接的に、迅速且つ容易に連結できるように設計されている。キャップ７６が移
送口６２に連結されるとき、収縮可能な容器７０内の流体１２は、貯蔵タンク１
０の可変容積チャンバー１４の中へ自由に流入する。好ましい移送操作では、流
体１２をチャンバー１４の中に吸い込むため、タンク１０のセンサーアーム５０
及び関連したベース壁２２を後退させることによって、供給容器７０からタンク
１０への流体の流れを容易にする。このような流体移送は、いかなる向きでも、
重力に関係なく起こるので、移送操作は地上で、又は飛行操作中の航空機で、又
は大気圏外宇宙環境の宇宙船で起こる。流体移送が完了するとき、収縮可能な供
給容器７０をタンク１０から切り離して、これを適当に廃棄する。変形例として
、所望なら、流体移送は、逆に、すなわち、流体１２をタンク１０から供給容器
７０へ移送するように行われても良い。
【００２４】 図１２乃至図１４は、航空機８０（図１４）用の燃料タンク装置を形成するよ
うに本発明により構成された、複数の貯蔵タンクを利用した装置形態を示し、こ
の形態では、複式タンクが、そこから燃料が分配されるときに実質的に減少した
輪郭形状に互いに入れ子状に重なるようになっている。より詳細には、図１２及
び図１３に示すように、比較的大きなサイズの第１貯蔵タンク１１０は、すべて
ここに前に示し且つ説明したように、燃料を航空機エンジン（図示せず）等に供
給するために流量コントローラ２８等を経て適当な燃料マニホルド３０に連結さ
れた分配口２０を有する。第１タンク１１０の可動ベース壁２２は、そこに形成
された流入口１１２を有し、燃料がより小さいタンクの分配口２０を通って、よ
り大きい貯蔵タンク１１０の中に流れるために、２番目に小さい貯蔵タンク２１
０に連結される。第２タンク２１０の可動ベース壁２２は、そこに形成された流
入口２１２を有し、燃料が分配口２０を通って第２タンク２１０の中に流れるた
めに、３番目の漸進的に小さい貯蔵タンク３１０に連結される。このように段々
に小さくなる貯蔵タンクの選択されたいくつかを、このように直列に組み立てる
ことができ、３つのタンク１１０，２１０及び３１０が図１２及び図１３に描か
れているが、列の最後のタンクはそこに取り付けられた流体レベルセンサー装置
のセンサーアーム５０を有する穴なしベース壁２２を含む。
【００２５】 図１２は、実質的に充填された状態にあり、且つ端と端を突き合わせた細長い
形態に配向された、貯蔵タンク１１０，２１０及び３１０のつながりを示す。燃
料が一連の連結されたタンクから分配されるにつれて、その中の可動ベース壁は
、各々、関連した燃料収容チャンバー１４の中へ前進して、容積サイズを減じ、
さらにタンクを互いに漸次入れ子状に重ね入れる。図１３は、実質的に空で且つ
実質的に入れ子状に重ね入れられた形態における一連のタンク１１０，２１０及
び３１０を図示する。直線の摺動運動のための、各タンクを支持するガイドレー
ル等のような適当なガイド手段（図示せず）を設けてもよい。図１４は、航空機
８０の下側から吊下げられた、伸長され且つ実質的に充填された状態の一連の燃
料タンクを示す。
【００２６】 本発明により構成された複数の４つの貯蔵タンク１０を共通の供給マニホルド
３０に連結された状態で図１５に示す。各貯蔵タンク１０は、選択された流体を
流量コントローラー２８等を経て共通のマニホルド３０に制御された流量で送出
するように設計され、タンク１０の個々の流体レベルセンサーユニット１６が、
各タンク内の流体レベルをモニターし、且つ指示するためのモニター５８に連結
されている。１つ又は２つ以上のタンク１０の損傷又は不調の場合、その中に残
っている流体が、タンクベース壁２２の適当な前進及び後退によって１つ又は２
つ以上の残りのタンクに急速且つ容易に移送される。より詳細には、図１５に示
すように、残っている流体は、参照矢印８２によって指示されているように、セ
ンサーアーム５０及び関連したベース壁２２の適当な前進によって、一対のタン
ク１０から噴出させても良いし、参照矢印８４によって指示されているように、
センサーアーム５０及び関連したベース壁２２の適当な後退によって、他の一対
のタンクの中に吸い込まれてもよい。再度、この移送はタンクの向き及び重力場
に関係なく行われ、装置は大気圏外でも十分に機能しうる。
【００２７】 本発明の貯蔵タンクは、機械運動を制御するために流体移送が採用される多く
の用途を有する。例えば、図１６に示すように、本発明により構成される第１流
体貯蔵タンク４１０は、タンク本体１８内の流体収容チャンバー１４に対して前
進及び後退の制御が可能なセンサーアーム５０と連結された可動ベース壁２２を
有する。タンク４１０は、２つのタンク４１０とタンク５１０との間の流体移送
交換のために、一対の移送口６２の間に連結された移送導管６４を介して第２貯
蔵タンク５１０と連結されて示されている。このようにして、図１６は、キャッ
プ８６で閉じた、２つのタンク４１０，５１０の分配口２０を示すが、タンクは
、移送口６２を経た連結箇所の分配口２０によって一緒に連結されても良いこと
が理解される。
【００２８】 第２タンク５１０（図１６）内の可動ベース壁２２は、大気圏外宇宙環境にお
ける宇宙船８８のドッキング部材８７のような、他のボディに機械的な取付を行
うようにしたドッキングアーム又は要素を有する変形センサーアーム１５０を支
える。このようにして、２つのタンク４１０，５１０及び関連したドッキングア
ーム１５０は、宇宙船８８が合体される宇宙飛行体に取り付けられる。第１タン
ク４１０内のセンサーアーム５０の適当な後退によって、第２タンク５１０から
第１タンク４１０に流体移送が行われ、第２タンク５１０の中へのドッキングア
ーム１５０の前進が参照矢印８９の方向に行われる。このような移動が、宇宙船
８８を安全なドッキング係合に導くように機能する。重要にも、このドッキング
工程が、貯蔵タンク４１０と貯蔵タンク５１０との間の滑らかな流体移送の結果
、滑らかに且つ正確な制御下で進行する。
【００２９】 本発明の改良流体移送装置及び関連した可変容積貯蔵タンクの種々のさらなる
変形例及び改良が、当業者に明らかである。したがって、本発明は、添付クレー
ムの記載以外の、先の記述及び添付図面によって制限されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の新規な装置によって構成された可変容積貯蔵タンク又はリザーバーを
図示する部分縦断面図である。
【図２】 燃料のような流体の分配を図示する、図１の貯蔵リザーバーの部分縦断面図で
ある。
【図３】 リザーバーから分配する流体を調節すべき流量コントローラーの作用を示す、
図２の貯蔵リザーバーの一部分の拡大部分縦断面図である。
【図４】 図１の線４−４による拡大部分水平断面図である。
【図５】 図２の線５−５による拡大部分水平断面図である。
【図６】 一対の航空エンジン等に燃料を供給するための装置に配置された、図１乃至図
５に示すタイプの複式貯蔵リザーバーの使用を図示する概略図である。
【図７】 航空エンジンの１つが不調の際の複式燃料貯蔵リザーバーの作用を図示する、
図６と同様な概略図である。
【図８】 ４つの航空エンジン等に燃料を供給するための装置に配置された、図１乃至図
５に示すタイプの複式燃料貯蔵リザーバーの使用を示す、図６と同様な概略図で
ある。
【図９】 補助又は予備燃料貯蔵リザーバーをさらに有する、一対の航空エンジン等に燃
料を供給するための装置に配置された図１乃至図５に示すタイプの複式貯蔵リザ
ーバーを示す、図６と同様な概略図である。
【図１０】 縦断面で示され、一方の貯蔵リザーバーから他方の貯蔵リザーバーへの流体の
移送を示す、図１乃至図５に示すタイプの一対の可変容積流体貯蔵タンク又はリ
ザーバーを示す。
【図１１】 本発明により構成される、収縮可能で使い捨ての供給容器から可変容積流体貯
蔵タンク又はリザーバーへの流体の移送を示す。
【図１２】 流体が分配されるときに、貯蔵リザーバーの効率的な入れ子式のスペースを収
容するように異なるサイズで作られ、相互連結される、図１乃至図５に示すタイ
プの複数の可変容積流体貯蔵タンク又はリザーバーを示す。
【図１３】 実質的に入れ子形状に重ね入れられた形状における、図１２の複式貯蔵リザー
バーを示す。
【図１４】 図１２及び図１３に示すタイプの入れ子式可変容積燃料タンクを備えた軍用ジ
ェット航空機を示す。
【図１５】 本発明により構成され、共通の分配ラインに相互連結された、可変容積流体貯
蔵タンク又はリザーバーのネットワークを示す。
【図１６】 縦断面で示され、一方の貯蔵リザーバーから他方の貯蔵リザーバーへの流体の
移送を図示し、宇宙飛行体等の制御ドッキングの使用に採用される、図１乃至図
５に示すタイプの一対の可変容積流体貯蔵タンク又はリザーバーを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ ，ＺＷ

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 開放第１端部と、前記第１端部とほぼ反対側に配置された第
    ２端部に形成されている分配口と、を有する中空タンク本体と、 前記タンク本体の前記開放第１端部内に可動に受け入れられたベース壁と、を
    有し、前記ベース壁及び前記タンク本体が、協働して、選択された流体を受け入
    れるための内部チャンバーを構成し、前記ベース壁は、前記タンク本体内で移動
    して、前記チャンバー内の流体の容積に従って前記チャンバーの容積サイズを変
    え、 前記ベース壁に連結され、且つ前記チャンバーの外側に配置され、前記タンク
    本体に対する前記ベース壁の位置を追跡して、前記チャンバー内の流体容積を指
    示する手段を有する、流体レベルセンサー装置を更に含む、 可変容積流体貯蔵タンク。
  2. 【請求項２】 前記ベース壁を前記タンク本体に密封して相互連結するため
    の手段をさらに有する、請求項１に記載の可変容積流体貯蔵タンク。
  3. 【請求項３】 前記ベース壁をほぼ前記タンク本体の前記第１端部で前記タ
    ンク本体に相互連結するほぼ環状のシール膜をさらに有する、請求項１に記載の
    可変容積流体貯蔵タンク。
  4. 【請求項４】 前記チャンバー内の流体が液体であり、前記ベース壁が、実
    質的に前記チャンバー内に残留空気又は蒸気スペースのない、前記タンク本体内
    の流体の容積に従って前記タンク本体内を移動する、請求項１に記載の可変容積
    流体貯蔵タンク。
  5. 【請求項５】 前記チャンバーから前記分配口の中を通る流体流量を調節す
    るための、前記分配口に連結された流量コントローラをさらに有する、請求項１
    に記載の可変容積流体貯蔵タンク。
  6. 【請求項６】 前記流量コントローラーが、ニップル口を有する弾性ニップ
    ルと、前記ニップルを締め付けて、前記ニップル口によって定められる開放流れ
    領域を設定し、それによって前記ニップル口の中を通る流体の流量を調節するた
    めのクランプバルブ手段と、を有する、請求項５に記載の可変容積流体貯蔵タン
    ク。
  7. 【請求項７】 前記流体レベルセンサー装置が、センサーハウジングを有し
    、該センサーハウジングは、そこに可動に取り付けられたセンサーアームを有し
    、該センサーアームは、前記タンク本体に対する前記ベース壁の位置に係合し、
    且つこれを追跡するための一端を有し、前記流体レベルセンサーは、前記チャン
    バー内に残存する流体の容積を指示するための、前記センサーアームの位置に応
    答するモニター手段を有する、請求項１に記載の可変容積流体貯蔵タンク。
  8. 【請求項８】 流体を前記チャンバーから分配するために、前記ベース壁を
    前記分配口に向かう方向に制御可能に且つ選択的に前進させる手段をさらに有す
    る、請求項１に記載の可変容積流体貯蔵タンク。
  9. 【請求項９】 流体を前記チャンバーに吸い込むために、前記ベース壁を前
    記分配口から離れる方向に後退させる手段をさらに有する、請求項１に記載の可
    変容積流体貯蔵タンク。
  10. 【請求項１０】 流体を前記チャンバーから分配するために、前記ベース壁
    を前記分配口に向かう方向に制御可能に且つ選択的に前進させる手段と、流体を
    前記チャンバーに吸い込むために、前記ベース壁を前記分配口から離れる方向に
    後退させる手段と、をさらに有する、請求項１に記載の可変容積流体貯蔵タンク
    。
  11. 【請求項１１】 前記分配口にほぼ隣接した位置で、前記タンク本体に設け
    られた、少なくとも１つの通常閉じた移送口をさらに有し、前記少なくとも１つ
    の移送口は、流体を前記チャンバーと他の流体容器との間で選択的に移送するた
    めに前記他の流体容器に連結させるようになっている、請求項１に記載の可変容
    積流体貯蔵タンク。
  12. 【請求項１２】 前記分配口内に取り付けられたフィルター要素をさらに有
    する、請求項１に記載の可変容積流体貯蔵タンク。
  13. 【請求項１３】 前記分配口と連通して取り付けられ、流体を前記チャンバ
    ーから前記分配口を通して引くためのポンプをさらに有する、請求項１に記載の
    可変容積流体貯蔵タンク。
  14. 【請求項１４】 開放第１端部と、前記第１端部のほぼ反対側に配置された
    第２端部に形成されている分配口と、を有する中空のタンク本体と、 前記タンク本体の前記開放第１端部内に可動に受け入れられ、前記タンク本体
    と協働して、選択された流体を受け入れるための内部チャンバーを構成するベー
    ス壁と、 を有し、前記ベース壁は、前記タンク本体内で移動して、前記チャンバー内の流
    体の容積に従って前記チャンバーの容積サイズを変え、 前記ベース壁に連結され、且つ前記チャンバーの外側に配置され、前記タンク
    本体に対する前記ベース壁の位置を追跡して、前記チャンバー内の流体容積を指
    示する手段を有する流体レベルセンサー装置を含む、複数の流体貯蔵タンクと、 前記複数の貯蔵タンク間で流体の移送を可能にするために前記内部チャンバー
    を相互連結させる手段と、 を有する流体移送装置。
  15. 【請求項１５】 前記貯蔵タンクチャンバー内の流体が液体であり、各前記
    貯蔵タンクの前記ベース壁が、実質的に前記チャンバー内に残留空気又は蒸気ス
    ペースのない、各前記貯蔵タンクの流体の容積に従って前記タンク本体内を移動
    する、請求項１４に記載の流体移送装置。
  16. 【請求項１６】 各前記貯蔵タンクが、前記チャンバーから前記分配口の中
    を通る流体流量を調節するための、前記分配口に連結された流量コントローラー
    をさらに有する、請求項１４に記載の流体移送装置。
  17. 【請求項１７】 各前記貯蔵タンクの前記流体レベルセンサー装置が、セン
    サーハウジングを有し、該センサーハウジングは、そこに可動に取り付けられた
    センサーアームを有し、該センサーアームは、前記タンク本体に対する前記ベー
    ス壁の位置に係合し、且つこれを追跡するための一端を有し、前記流体レベルセ
    ンサーは、前記チャンバー内に残存する流体の容積を指示するための、前記セン
    サーアームの位置に応答するモニター手段を有する、請求項１４に記載の流体移
    送装置。
  18. 【請求項１８】 流体を前記チャンバーから分配するために、各前記貯蔵タ
    ンクが、前記ベース壁を前記分配口に向かう方向に制御可能に且つ選択的に前進
    させる手段をさらに有する、請求項１４に記載の流体移送装置。
  19. 【請求項１９】 流体を前記チャンバーに吸い込むために、各前記貯蔵タン
    クが、前記ベース壁を前記分配口から離れる方向に後退させる手段をさらに有す
    る、請求項１４に記載の流体移送装置。
  20. 【請求項２０】 流体を前記チャンバーから分配するために、前記ベース壁
    を前記分配口に向かう方向に制御可能に且つ選択的に前進させる手段と、流体を
    前記チャンバーに吸い込むために、前記ベース壁を前記分配口から離れる方向に
    後退させる手段と、をさらに有する、請求項１４に記載の流体移送装置。
  21. 【請求項２１】 各前記貯蔵タンクが、前記分配口にほぼ隣接した位置で、
    前記タンク本体に設けられた、少なくとも１つの通常閉じた移送口をさらに有し
    、前記少なくとも１つの移送口は、流体を前記貯蔵タンクの間で選択的に移送す
    るために前記貯蔵タンクの他の移送口に連結させるようになっている、請求項１
    ４に記載の流体移送装置。
  22. 【請求項２２】 開放第１端部と、前記第１端部のほぼ反対側に配置された
    第２端部に形成されている分配口と、を有する中空のタンク本体と、 前記タンク本体の前記開放第１端部内に可動に受け入れられ、前記タンク本体
    と協働して、選択された流体を受け入れるための内部チャンバーを構成するベー
    ス壁と、 を有し、前記ベース壁は、前記タンク本体内で移動して、前記チャンバー内の流
    体の容積に従って前記チャンバーの容積サイズを変え、 流体を前記チャンバーから分配するために、前記ベース壁を前記分配口に向か
    う方向に制御可能に且つ選択的に前進させる手段と、流体を前記チャンバーに吸
    い込むために、前記ベース壁を前記分配口から離れる方向に後退させる手段と、 を各々有する複数の流体貯蔵タンクと、 前記複数の貯蔵タンク間で流体の移送を可能にするために前記内部チャンバー
    を相互連結させる手段と、 を有する、流体移送装置。
  23. 【請求項２３】 前記貯蔵タンクチャンバー内の流体が液体であり、各貯蔵
    タンクの前記ベース壁が、実質的に前記チャンバー内にいかなる残留空気又は蒸
    気スペースのない、貯蔵タンク内の流体の容積に従って前記タンク本体内を移動
    する、請求項２２に記載の流体移送装置。
  24. 【請求項２４】 各前記貯蔵タンクが、前記チャンバーから前記分配口の中
    を通る流体流量を調節するための、前記分配口に連結された流量コントローラー
    をさらに有する、請求項２２に記載の流体移送装置。
  25. 【請求項２５】 各前記貯蔵タンクが、前記分配口にほぼ隣接した位置で、
    前記タンク本体に設けられた、少なくとも１つの通常閉じた移送口をさらに有し
    、前記少なくとも１つの移送口は、流体を前記貯蔵タンクの間で選択的に移送す
    るために前記貯蔵タンクの他の移送口に連結させるようになっている、請求項２
    ２に記載の流体移送装置。
  26. 【請求項２６】 開放第１端部と、前記第１端部のほぼ反対側に配置された
    第２端部に形成されている分配口と、を有する中空タンク本体と、前記タンク本
    体の前記開放第１端部内に可動に受け入れられたベース壁と、を有し、前記ベー
    ス壁が、前記タンク本体と協働して、選択された流体を受け入れるための内部チ
    ャンバーを構成し、前記ベース壁は、前記タンク本体内で移動して、前記チャン
    バー内の流体の容積に従って前記チャンバーの容積サイズを変える、少なくとも
    第１及び第２貯蔵タンクからなる複数の流体貯蔵タンクを有し、 前記第１貯蔵タンクの前記ベース壁は、前記ベース壁に形成された流入口を有
    し、前記第２貯蔵タンクは、前記流入口と連通する前記第２貯蔵タンクの分配口
    を有する前記第１貯蔵タンクの前記ベース壁に連結され、前記第２貯蔵タンク内
    からの流体が前記第１貯蔵タンクの前記分配口を経て分配されるために前記第１
    貯蔵タンクに分配され、 流体が前記第１及び第２貯蔵タンクから分配されるとき、前記第２貯蔵タンク
    が、前記第１貯蔵タンクの前記タンク本体内に入れ子式の受け入れが可能なサイ
    ズで作られている、流体移送装置。
  27. 【請求項２７】 前記貯蔵タンクチャンバー内の流体が液体であり、各前記
    貯蔵タンクの前記ベース壁が、実質的に前記チャンバー内に残留空気又は蒸気ス
    ペースのない、流体の容積に従って前記タンク本体内を移動する、請求項２６に
    記載の流体移送装置。
  28. 【請求項２８】 前記第２貯蔵タンクの前記ベース壁に連結されて、前記チ
    ャンバーの外側に配置された、流体レベルセンサー装置をさらに有し、前記セン
    サー装置は、前記タンク本体に対する前記ベース壁の位置を追跡して、前記チャ
    ンバー内の流体容積を指示する手段を有する、請求項２６に記載の流体移送装置
    。
  29. 【請求項２９】 流体を前記チャンバーから分配するために、前記第２貯蔵
    タンクの前記ベース壁を前記分配口に向かう方向に制御可能に且つ選択的に前進
    させる手段と、流体を前記チャンバーに吸い込むために、前記ベース壁を前記分
    配口から離れる方向に後退させる手段と、を有する、請求項２６に記載の流体移
    送装置。
  30. 【請求項３０】 前記チャンバーから前記分配口の中を通る流体流量を調節
    するための、前記第１貯蔵タンクの前記分配口に連結された流量コントローラー
    をさらに有する、請求項２６に記載の流体移送装置。
  31. 【請求項３１】 開放第１端部と、前記第１端部とほぼ反対側に配置された
    第２端部に形成されている流れ口と、を有する中空タンク本体と、前記タンク本
    体の前記開放第１端部内に可動に受け入れられ、前記タンク本体と協働して、選
    択された流体を受け入れるための内部チャンバーを構成するベース壁と、流体を
    前記チャンバーから分配するために、前記ベース壁を前記流れ口に向かう方向に
    制御可能に且つ選択的に前進させる手段と、流体を前記チャンバーに吸い込むた
    めに、前記ベース壁を前記流れ口から離れる方向に後退させる手段と、を有する
    第１流体貯蔵タンクと、 開放第１端部と、前記第１端部とほぼ反対側に配置された第２端部に形成され
    ている流れ口と、を有する中空タンク本体と、前記タンク本体の前記開放第１端
    部内に可動に受け入れられ、前記タンク本体と協働して、選択された流体を受け
    入れるための内部チャンバーを構成するベース壁と、を有する第２流体貯蔵タン
    クと、 前記第１タンクと前記第２タンクとの間の流体移送のために前記第１タンク及
    び第２タンクの前記流れ口を相互連結させる手段と、 前記第２貯蔵タンクの前記ベース壁によって支えられるドッキング要素であっ
    て、前記第１貯蔵タンクの前記ベース壁の前進移動は、流体を前記第１貯蔵タン
    クから前記第２貯蔵タンクへ移送して、前記ドッキング要素を突出させるような
    方向に前記第２貯蔵タンクの前記ベース壁を移動させるのに有効であり、前記第
    １貯蔵タンクの前記ベース壁の後退移動は、流体を前記第２貯蔵タンクから前記
    第１貯蔵タンクへ移送して、前記ドッキング要素を引っ込めるような方向に前記
    第２貯蔵タンクの前記ベース壁を移動させるのに有効である、ドッキング要素と
    、 を含む、流体作動ドッキング装置。
JP2000588029A 1998-12-16 1999-11-29 流体移送装置 Pending JP2002532343A (ja)

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