JP2007059224A - 液体容器の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体容器が使用可能な状態であるか否かの検査を容易にする。
【解決手段】 開口部にバルブ４を備えた容器本体２と、容器本体２内部に摺動自在に配設され、容器本体２内部を、液体Ｆを収容する空間１１と、液体Ｆを押し出すための押出手段Ｇを収容する空間１２とに区画する隔壁部材３とを備えてなる液体容器１が、使用可能な状態であるか否かを検査するための方法は、バルブ４から本体２内部へ所定圧力の加圧流体を供給する第一の処理と、該第一の処理後に隔壁部材３の摺動方向の位置を測定する第二の処理と、該第二の処理により得られた測定位置が、前記隔壁部材の摺動方向の所定の良否判定基準位置範囲内にあるときに、前記液体容器が使用可能な状態であると判定する第三の処理とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば直接メタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣ（Direct Methanol Fuel Cell）という）などの燃料電池に供給する液体燃料を収容する液体容器の検査方法に関するものである。

燃料電池は、水素と酸素を反応させることで電気を発生させるエネルギー変換装置であり、作動温度が低く、装置の小型化が期待できることから、現在さまざまな用途に使用され、例えばノートパソコンや携帯電話の連続動作時間を長時間化させることができるモバイル機器用電源などの分野で開発が進められている。

燃料電池の燃料には、天然ガス、都市ガス、石炭ガスなどのガスやメタノール、エタノールといった液体があり、前者は専ら家庭に固定されている状態で常に燃料が供給される家庭用発電機などに、そして後者は大掛かりなボンベを使わず、個人でも燃料の補充が容易にできることから、上記したモバイル機器用電源などに使用されている。

後者のモバイル機器用電源などに使用される燃料電池に燃料を補充するには、液体燃料を供給する液体容器（例えば燃料カートリッジ）が必要とされる。この液体容器は小型軽量であって、燃料電池を利用する機器本体の補機類、特に吸引ポンプを省略させることが望ましいことから、燃料を収容する燃料容器自体が自力で燃料を吐出供給する機構の検討がされている（例えば、特許文献１など参照）
そして、このような液体容器は環境保護の観点から、使い捨てではなく繰り返し使用可能なものが望まれている。
特開２００３−１７６８９９号公報

しかしながら、繰り返し使用可能な液体容器は、例えば燃料電池等から液体容器を外し、該液体容器に液体を再充填するとき、該液体容器が何回使用されたもので、どのような環境下に置かれていたものなのかを知ることは困難であり、前記液体容器が何度も使用されたものであって、耐久性等が損なわれている場合には、該液体容器に所定量の液体を再充填できない虞がある。また、前記液体容器が１回以上使用されたものであれば、内部にまだ液体が残存していることもあり、残存する液体が汚れたものである等、状況も様々である。

そのため、液体容器を繰り返し使用するためには、該液体容器が使用可能な状態であるか否かを判定する必要がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、液体容器が使用可能な状態であるか否かを容易に判定することができる液体容器の検査方法及び検査装置を提供することを目的とするものである。

本発明の液体容器の検査方法は、開口部に加圧流体の流通を開放または遮断するバルブを備えた容器本体と、
該容器本体内部に摺動自在に配設され、該容器本体内部を、液体を収容する空間と該液体を押し出すための押出手段を収容する空間とに区画する隔壁部材とを備えてなる液体容器が、使用可能な状態であるか否かを検査するための方法であって、
前記バルブから前記本体内部へ所定圧力の加圧流体を供給する第一の処理と、
該第一の処理後に前記隔壁部材の摺動方向の位置を測定する第二の処理と、
該第二の処理により得られた測定位置が、前記隔壁部材の摺動方向の所定の良否判定基準位置範囲内にあるときに、前記液体容器が使用可能な状態であると判定する第三の処理とを備えてなることを特徴とするものである。

なお、本発明の液体容器の検査方法は、前記第一の処理前に、前記バルブから前記液体容器内に残存する液体を破棄する処理を備えることが好ましい。

また、本発明の液体容器の検査装置は、開口部に加圧流体の流通を開放または遮断するバルブを備えた容器本体と、
該容器本体内部に摺動自在に配設され、該容器本体内部を、液体を収容する空間と該液体を押し出すための押出手段を収容する空間とに区画する隔壁部材とを備えてなる液体容器が、使用可能な状態であるか否かを検査するための装置であって、
前記バルブから前記本体内部へ所定圧力の加圧流体を供給する供給手段と、
前記隔壁部材の摺動方向の位置を測定する測定手段と、
該測定手段により得られた測定位置が、前記隔壁部材の摺動方向の所定の良否判定基準位置範囲内にあるときに、前記液体容器が使用可能な状態であると判定する判定手段とを備えてなることを特徴とするものである。

なお、本発明の液体容器の検査装置は、前記バルブから前記液体容器内に残存する液体を破棄する破棄手段を備えることが好ましい。

本発明の液体容器の検査方法及び検査装置においては、前記液体容器が、前記バルブと連通する円筒状の内容器を、前記内部にさらに備えたものとすることができる。

ここで、本発明において所定の良否判定基準位置範囲とは液体容器内に供給された加圧流体の圧力に応じて定められるものとする。

本発明の液体容器の検査方法は、バルブから本体内部へ所定圧力の加圧流体を供給する第一の処理と、第一の処理後に隔壁部材の摺動方向の位置を測定する第二の処理と、第二の処理により得られた測定位置が、隔壁部材の摺動方向の所定の良否判定基準位置範囲内にあるときに、液体容器が使用可能な状態であると判定する第三の処理とを備えているので、液体容器が使用可能な状態であるか否かを容易に判定することができる。

また、第一の処理前に、前記バルブから前記液体容器内に残存する液体を破棄する処理を備えている場合には、例えば検査対象である液体容器が１回以上使用されていたときに、汚れ等が混入している可能性がある液体を破棄できるため、液体容器が使用可能な状態であるか否かをより正確に判定することができる。

本発明の検査方法により検査を行えば、液体容器が使用可能な状態であるか否かを容易に判定することができ、液体容器に液体を充填する前に、使用不可能な液体容器を除くことができるので、充填不良率を低減することができ、それによってコストを低減することができる。

本発明の液体容器の検査装置は、バルブから本体内部へ所定圧力の加圧流体を供給する供給手段と、隔壁部材の摺動方向の位置を測定する測定手段と、測定手段により得られた測定位置が、隔壁部材の摺動方向の所定の良否判定基準位置範囲内にあるときに、液体容器が使用可能な状態であると判定する判定手段とを備えているので、液体容器が使用可能な状態であるか否かを、特別な装置を使用することなく容易に検査することができる。

また、バルブから液体容器内に残存する液体を破棄する破棄手段を備えている場合には、例えば検査対象である液体容器が１回以上使用されていたときに、汚れ等が混入している可能性がある液体を破棄できるため、該汚れ等の原因により、液体の供給先である例えばＤＭＦＣ等が破損するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。

まず本発明の液体容器の検査方法及び検査装置により検査される被検査対象となる液体容器ついて、一実施の形態を説明する。

本実施形態の液体容器は、液体燃料Ｆを収容し、不図示の圧力調整器を介してノートパソコン、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）等の小型の携帯端末に装着されることで、該携帯端末に内蔵されたＤＭＦＣに液体燃料Ｆを供給する燃料電池用燃料容器１である。

図１は本実施形態における燃料電池用燃料容器１の中央断面図、図２は図１の閉状態のバルブ部位の拡大断面図である。本実施形態においては便宜上、燃料電池に接続する側（バルブ側）を上側（紙面上方）とする。

図１、図２に示す如く、燃料電池用燃料容器１は内部に液体燃料Ｆと液体燃料Ｆを押し出すための押出手段である圧縮ガスＧとを収容し、上端に圧力調整器（図示しない）に接続するための接続口２３ａを有する容器本体２と、容器本体２内部に摺動自在に配設され、液体燃料Ｆと圧縮ガスＧとを区画する隔壁部材３と、接続口２３ａに設けられ、容器本体２に収容された液体燃料Ｆの流通を開放または遮断するバルブ４とから概略構成されている。

なお本実施形態において液体燃料ＦはＤＭＦＣに供給するものであるため、メタノールと純水の混合液である。ただし、本発明においてはこれに限られるものではなく、例えばエタノールと純水等の所定濃度のアルコールと純水の混合液等、燃料電池の種類に応じて便宜変更可能である。

また、本実施形態において圧縮ガスＧは、燃料電池での反応に悪影響を及ぼす酸素が液体燃料Ｆへ混入することを防ぐという観点から、さらには液体燃料Ｆが酸化することを防ぐという観点から、窒素、炭酸ガス、脱酸素空気等の酸素を含まないガスを用いることが好ましい。

容器本体２は、図１、図２に示す如く、両端部が開放した略円筒状の外容器２１と、外容器２１の下端に着脱自在に装着され、底部を密閉する蓋体２２と、外容器２１の上端に装着され、上端の略中央に前記接続口２３ａを有し、圧力調整器（図示しない）と接続される供給接続具２３と、外容器２１の内部に二重構造に配設された内容器２４とから構成されている。

容器本体２内部には、図２に示す如く、内容器２４の内部に形成された液体燃料Ｆを収容する燃料貯蔵室１１と、主に内容器２４の外面と外容器２１の内面との間に形成され、液体燃料Ｆを押し出すための応力を生じさせる圧縮ガスＧを収容する圧縮ガス室１２と、内容器２４に上下に摺動可能に配設され、燃料貯蔵室１１と圧縮ガス室１２とを区画するピストン状の隔壁部材３と、隔壁部材３が下降移動した際に容器本体２の底部との間で圧縮される弾性体２５とが備えられている。なお燃料貯蔵室１１と圧縮ガス室１２は、隔壁部材３の位置によって容積比率が変動するものであり、液体燃料Ｆが消費されて隔壁部材３が上昇すると、圧縮ガス室１２の一部が内容器２４の内部に位置することになる。

内容器２４は下端が開放した略円筒状であり、下端部が蓋体２２と接することなく配設されている。また、下端側周面には縦方向に延びる複数の切欠き２４１が形成されていて、隔壁部材３が弾性体２５の圧縮によって下降移動した際に、内容器２４の内部と外容器２１の内部が連通可能になっている。（後に詳細に説明する。）内容器２４の上端部には略中央に後述するバルブ４と連通する透孔２４２が開口され、バルブ４を介して燃料貯蔵室１１内の液体燃料Ｆの供給が行えるようになっている。透孔２４２の外周側には上方に向かって円筒部２４３が突設されており、円筒部２４３内部にはナット２４４が備えられている。

供給接続具２３は、下端の略中央に後述するバルブ４が挿通するための挿通口２３１を有し、挿通口２３１の外周側には上方に向かって接続筒部２３２が突設されていて、該接続筒部２３２の上端には圧力調整器（図示しない）に接続するための接続口２３ａが設けられている。

バルブ４は、図２に拡大図示する如く、供給接続具２３への固定部材及び圧力調整器への嵌着部材としてのハウジング４１と、圧力調整器（図示しない）との接続に応じて移動するステム４２と、ステム４２を閉方向に付勢するスプリング４３と、液体燃料Ｆの流通を開放または遮断する弁体４４（Ｏリング）と、圧力調整器との接続時にシール部材として作用する接続シール部材４５とから概略構成され、これらは好ましくは非金属材料で形成されてなる。

ハウジング４１は略筒状に形成され、中間部で外側に向けて突出した環状段部４１ａと、該環状段部４１ａの下面から下方に向かって延長された装着筒部４１ｂと、中間部で内方に突出する環状突起４１ｃを備える。ハウジング４１は上述した供給接続具２３の挿通口２３１に挿通されて、環状段部４１ａの下面が挿通口２３１の上端縁と接するよう配置され、装着筒部４１ｂの下端が内容器２４の透孔２４２と連通し、外周が上述したナット２４４によって締結されて容器本体２に取り付けられている。またハウジング４１の上端外周には前記接続シール部材４５が嵌装されている。

ステム４２は棒状に形成され、上端に外側に広がる大径部４２ａと、該大径部４２ａの下方に延びる軸部４２ｂとを備えている。大径部４２ａは上面略中央に、圧力調整器が当接可能である凹部４２ｃを備えている。そしてステム４２はハウジング４１内に軸方向に移動可能に挿入され、大径部４２ａの下面と環状突起４１ｃの上面との間にはスプリング４３が配設され、上方に付勢されている。ステム４２の軸部４２ｂの先端は、環状突起４１ｃの内孔を挿通して突出し、軸部４２ｂの先端外周部に装着されたＯリングによる弁体４４が環状突起４１ｃの下端部に圧接することで、その内孔を閉塞して液体燃料Ｆの流通を遮断している。また、凹部４２ｃが下方に押し込まれると、スプリング４３が縮んでステム４２が下方に移動し、弁体４４が環状突起４１ｃから離れることによって、内孔が開口し、燃料貯蔵室１１内の液体燃料Ｆの流通が開放される。そして、液体燃料Ｆは軸部４２ｂと環状突起４１ｃとの隙間から大径部４２ａとハウジング４１との間を通って圧力調整器を介してＤＭＦＣに供給される。

なお、バルブ４は弁体４４をＯリングによる弾性材で構成し、この弾性材を弁開閉方向（軸方向）に膨潤変形しないように、軸部４２ｂの周溝によって規制して配置しているので、液体燃料Ｆに接する弁体４４（弾性材）が膨潤等で体積膨張したとしても、その体積変化は弁開閉移動方向に垂直な方向に規制されているため、弁開閉動作および燃料流量の変化に影響を与えない。

隔壁部材３は、略円柱状で外周面に溝３１ａを有する本体部材３１と、該溝３１ａに嵌合するゴム等の弾性を有する材料から形成された弾性シール部材３２（Ｏリング）とで構成され、弾性シール部材３２は、外周が内容器２４の内面に気密に接触し、内容器２４内部を上下に摺動可能となるように配設されている。隔壁部材３は、上面と接する空間を燃料貯蔵室１１、底面と接する空間を圧縮ガス室１２とにそれぞれ区画する移動隔壁として機能し、底面に作用する圧縮ガスＧの圧力によって上面の液体燃料Ｆを加圧し、ステム４２が開作動した際に、液体燃料Ｆを押し出すように作用する。

また、容器本体２と隔壁部材３とが摺接する面、すなわち弾性シール部材３２の外表面及び内容器２４の内壁面の少なくとも一方に、液体燃料Ｆに対して非溶出性のポリパラキシレン系樹脂、特にパリレンＮ（日本パリレン株式会社の登録商標；ポリパラキシリレンを示す）で形成された被覆層を施すことによって、隔壁部材３の移動抵抗を低減し、圧縮ガスＧの圧力が低くても確実で良好な作動を確保するように構成されている。なお、上記のような被覆層を施すことによって、容器本体２と隔壁部材３すなわち内容器２４と弾性シール部材３２とが摺接する面に生じる摺動摩擦力（移動抵抗力）が１０Ｎ以下になる。ここで摺動摩擦力が１０Ｎ以下とは、外表面に前記被覆層を施した弾性シール部材３２を本体部材３１に嵌合した隔壁部材３を内容器２４に配設した後、内容器２４に液体燃料Ｆを充填し、上端を開放した状態で、隔壁部材３を５ｍｍ移動させるのに要した力の値の最大値が１０Ｎ以下であるものとする。このとき内容器２４はＰＰ製成型品、液体燃料Ｆは純水７０ｗｔ％とメタノール３０ｗｔ％の混合液、弾性シール部材３２はＥＰＤＭ製サイズＰ−１１を使用し、被覆層は膜厚１μｍのパリレンＮから形成されたものを用いて行った。

また、摺動性を向上させるという点から、バルブ４の上端外周に嵌装された接続シール部材４５の外表面にも前記被覆層が施されている。

なお、本実施形態においては燃料電池用燃料容器１を２重容器構造としたが、本発明においてはこれに限られるものではなく、便宜に設計変更可能であり、例えば１重容器構造としてもよい。

また、本実施形態においては液体容器を燃料電池用燃料容器１としたが、本発明においてはこれに限られるものではなく、便宜に変更可能であり、例えば燃料以外の液体を収容する容器であってもよい。

また、本実施形態の燃料電池用燃料容器１は、圧力調整器を介して液体燃料ＦをＤＭＦＣに供給するものとしたが、圧力調整器は、ＤＭＦＣに所定の２次圧力の液体燃料Ｆが供給できるものであれば何れを使用してもよい。

次に圧縮ガス室１２への圧縮ガスＧの封入及び燃料貯蔵室１２への液体燃料Ｆの注入について、図３を参照して説明する。図３は燃料電池用燃料容器１の圧縮ガス室１２に圧縮ガスＧを封入する一実施形態を示す模式図である。なお、圧縮ガスＧの封入は燃料貯蔵室１２に流体Ｆを注入する前に行うものとする。

まず図示しない燃料充填装置のガス注入口を接続口２３ａに結合し、押し込み作動によりステム４２を開作動させ、バルブ４を通して、圧縮ガスＧを燃料貯蔵室１１に注入する。これに応じて隔壁部材３が下降し、弾性体２５が自然長である位置から、さらに圧縮ガスＧを注入することによって、隔壁部材３は、図３（ａ）の如く、弾性体２５を押圧変形させて容器本体２の底部に向かってさらに移動する。隔壁部材３が最下降した状態において、切欠き２４１の上端部が隔壁部材３の弾性シール部材３２より上方となり、切欠き２４１を通して燃料貯蔵室１１から圧縮ガス室１２へ圧縮ガスＧが注入される（図中矢印）。そして、圧縮ガス室１２が所定圧力Ｐ１に達すると、隔壁部材３は弾性体２５の反発力によって上昇し、燃料貯蔵室１１を密封する状態に戻る。このとき隔壁部材３には下方向に隔壁部材３の摺動摩擦力と燃料貯蔵室１１内の圧力Ｐ１’（＝Ｐ１）、上方向に圧縮ガス室１２内の圧力Ｐ１と前記反発力とがそれぞれ加わっているので、これらの力がつり合うように、圧縮ガス室１２内の圧力は圧力Ｐ１dropに減圧され、図３（ｂ）に示す如く、これらの力がつり合う位置にて停止する。なお、このとき弾性体２５は自然長である位置より押圧変形された状態にある。

次に、圧縮ガスＧの注入を停止し、ステム４２を閉作動（開放）する。このときバルブ近傍の僅かな圧縮ガスＧがステム４２の閉作動に伴って燃料貯蔵室１１から排出されるため、燃料貯蔵室１１は減圧され、圧力Ｐ２’となる。これに伴って隔壁部材３は上述した如く、力がつり合うように若干上昇する。これによって圧縮ガス室１２内の圧力もＰ２に減圧される。（図３（ｃ）参照）
次に、ステム４２を再び開作動させて燃料貯蔵室１１の圧縮ガスＧを排出する。これに応じて隔壁部材３は弾性体２５の反発力によって上昇し、その後、さらなる圧縮ガスＧの排出で隔壁部材３は下面に圧縮ガス室１２の圧縮ガスＧの圧力が作用した状態で内容器２４の上端にまで上昇移動し（図３（ｄ）参照）、燃料貯蔵室１１内の圧縮ガスＧを全て排出することで、圧縮ガス室１２に所定圧力Ｐ３の圧縮ガスＧが封入される。

その後、図３（ｅ）に示す如く、注入手段を供給接続具２３に接続し、バルブ４を介して燃料貯蔵室１１へ液体燃料Ｆを注入することによって隔壁部材３を下降させ、燃料貯蔵室１１に所定量の液体燃料Ｆを収容することによって燃料電池用燃料容器１が構成できる。このとき液体燃料Ｆは、安全上の理由から隔壁部材３の弾性体２５が燃料電池用燃料容器１の下端に接しないように注入するものとする。

上記のように構成された燃料電池用燃料容器１は圧力調整器を介して、ＤＭＦＣに接続され、ＤＭＦＣに液体燃料Ｆを供給する。ここで図４に燃料電池用燃料容器１のリサイクルのフローチャートを示す。

燃料電池用燃料容器１は、図４に示す如く、液体燃料Ｆの供給に伴って、燃料貯蔵室１１の液体燃料Ｆが無くなるか、もしくは少なくなると、ＤＭＦＣから取り外されて（ｓ１）、後述する本発明の検査装置及び検査方法によって、燃料電池用燃料容器１が使用可能な状態であるか否か判定される。（ｓ２）そこで燃料電池用燃料容器１が使用可能な状態ではないと判定されると、燃料電池用燃料容器１は不良品としてみさされ、使用可能な状態であると判定されると、燃料電池用燃料容器１は、該容器１の内部、特に供給接続具２３付近及びバルブ４が良く洗浄され（ｓ３）、バルブ４の上端の接続シール部材４５が取り外されて、新しいものと交換される（ｓ４）。この接続シール部材４５はＤＭＦＣとの接続時及び取外し時に摺動するため、破損し易い。従って、燃料電池用燃料容器１の品質を保証するために新しいものと交換するものとする。そして、燃料電池用燃料容器１は、燃料貯蔵室１１内に液体燃料Ｆが充填され（ｓ５）、ＤＭＦＣに取り付けられて使用される（ｓ６）。そして燃料電池用燃料容器１は、液体燃料Ｆの供給に伴って燃料貯蔵室１１の液体燃料Ｆが無くなるか、もしくは少なくなると、ＤＭＦＣから取り外されて（ｓ１）、上記の如く、繰り返し使用されるものである。

ここで本発明は、燃料電池用燃料容器１に液体燃料Ｆを充填する前に、燃料電池用燃料容器１が使用可能な状態であるか否かを、以下に示す検査装置を使用して、以下に示す方法によって検査するものである。図５に本発明の実施形態にかかる検査装置の概略構成図、図６に上述した燃料電池用燃料容器の検査方法の模式図を示す。

検査装置１００は、図５に示す如く、バルブ４から燃料電池用燃料容器１内に残存する液体燃料Ｆを破棄する破棄手段１０１と、バルブ４から容器本体２内部へ所定圧力の加圧流体を供給する供給手段１０２と、隔壁部材３の摺動方向の位置を測定する測定手段１０３と、測定手段１０３により得られた測定位置が、隔壁部材３の摺動方向の所定の良否判断基準位置内にあるときに、燃料電池用燃料容器１が使用可能な状態であると判定する判定手段１０４とを備えている。なお、破棄手段１０１は、特に限定されるものではないが、例えば液体燃料Ｆを吸い上げるポンプ等を使用することができる。また、供給手段１０２によって供給される加圧流体は燃料貯蔵室１１内部が一定圧力となるものであれば、何れを使用してもよく、例えば、窒素等の気体、または液体等が挙げられる。供給手段１０２は、特に限定されるものではないが、前記窒素等を加圧して供給する空気圧縮機等を使用することができる。測定手段１０３は、特に限定されるものではないが、例えば一般的なレーザ光線の反射を利用した三角測距方式等を使用することができる。

以下、図６を参照して、本実施形態の検査装置１００を使用した燃料電池用燃料容器１の検査方法を説明する。

燃料電池用燃料容器１は、検査をする際に、未使用であるのか１回以上使用されたものであるのか不明であり、燃料貯蔵室１１に液体燃料Ｆが残存していることがあるため、先ず、ステム４２を開作動させ、破棄手段１０１を使用して、バルブ４から該液体燃料Ｆを破棄する。なお、残存している液体燃料Ｆは、燃料電池用燃料容器１がどのような環境下に置かれていたものであるのか不明であるため、汚れ等が混入している可能性があるので、該汚れ等の原因により、ＤＭＦＣが破損するのを防止するために、液体燃料Ｆを再充填する際は、燃料貯蔵室１１に収容する液体燃料Ｆは全て入れ替えるものとする。このとき、燃料電池用燃料容器１内の例えば部品間の空間等に、僅かながらも液体燃料Ｆが残存してしまう可能性があるため、液体燃料Ｆは可能な限り破棄するものとする。

次に、上述した圧縮ガスＧの封入方法と同様にして、供給手段１０２を使用して、所定圧力Ｐ４’の加圧流体を燃料貯蔵室１１に注入すると図６に示す状態となる。このとき圧力Ｐ４’は、隔壁部材３が内容器の上端と下端の間に位置するように設定する。

次に、上記状態においての、隔壁部材３の摺動方向の位置を、測定手段１０３を使用して測定する。このとき位置を測定する部分は、隔壁部材の摺動方向の位置を比較できる部分であれば特に限定されるものではないが、本実施形態においては図６に示す如く、弾性シール部材３２（Ｏリング）の前記摺動方向の中心から、内容器２４の上面までの距離を測定するものとする。

次に、上記測定により得られた測定位置Ｈ４が、前記摺動方向の良否判定基準位置範囲内であるか否かを、判定手段１０４を用いて調べる。ここで良否判定基準位置範囲について詳細に説明する。良否判定基準位置範囲とは燃料貯蔵室１１に注入される加圧流体の圧力Ｐ４’に応じて定められるものである。

前記圧力Ｐ２及びＰ３は、圧縮ガス内の圧力であり、隔壁部材３の底面にかかる圧力であって、該底面積は一定なので、隔壁部材３を上方向に動かす力は圧縮ガス内の圧力Ｐと比例関係にある。よって前記圧力Ｐ２及びＰ３のときの隔壁部材３の測定位置をそれぞれＨ２及びＨ３とすると、圧縮ガス室内圧力Ｐと位置Ｈの関係は、図７に示す如く、比例関係で示すことができる。

一方、燃料電池用燃料容器１では、上述したように隔壁部材３が内容器２４内部を上下に摺動する際には摺動摩擦力（移動抵抗力）が生じる。該摺動摩擦力を、前記底面積の値から、隔壁部材３を上下に摺動させるために必要な圧力に換算したものを圧力損失ΔＰとすると、圧力損失ΔＰ（すなわち移動抵抗）は隔壁部材３の摺動方向と逆の向きに生じるものとなる。よって、隔壁部材３を上方向に移動させると、圧力損失ΔＰは下向きに作用するので、燃料電池用燃料容器１の内部において隔壁部材３は下記式（１）が成立する位置において停止する。

圧縮ガス室１２内の圧力Ｐ−ΔＰ＝燃料貯蔵室１１内の圧力Ｐ’・・・（１）
また、隔壁部材３を下方向に移動させると、圧力損失ΔＰは上向きに作用するので、燃料電池用燃料容器１の内部において隔壁部材３は下記式（２）が成立する位置において停止する。

圧縮ガス室１２内の圧力Ｐ＋ΔＰ＝燃料貯蔵室１１内の圧力Ｐ’・・・（２）
このように、隔壁部材３の摺動方向の位置と、燃料貯蔵室１１内の圧力との関係は隔壁部材の摺動方向（上下方向）によって異なるものとなる。

従って上記のように圧力Ｐ４’の加圧流体を燃料貯蔵室１１に注入すると、注入に伴って隔壁部材３は下方向に移動するので、上記式（２）により、圧縮ガス室１２内の圧力Ｐ４は下記式（３）となる。

Ｐ４＝Ｐ４’−ΔＰ・・・（３）
この圧力Ｐ４の値によって、図７のグラフから位置Ｈ４’を得ることができる。

そして前記測定位置Ｈ４が該算出した位置Ｈ４’よりも大きい値の場合すなわち隔壁部材３が位置Ｈ４’よりも下方に位置した場合には、燃料貯蔵室１１内の圧力がＰ４’よりも低下していることを意味し、これは隔壁部材３のシール性の衰え等によって、燃料貯蔵室１１に注入した加圧流体が、圧縮ガス室１２に漏れる等の原因が挙げられる。

逆に前記測定位置Ｈ４が該算出した位置Ｈ４’よりも小さい値の場合すなわち隔壁部材３が位置Ｈ４’よりも上方に位置した場合には、隔壁部材３（Ｏリング３２）に施された前記被覆層の剥がれや、ゴム等の弾性を有する材料から形成されたＯリング３２が膨潤等によって、隔壁部材３の摺動性が損なわれて、前記摺動摩擦力すなわち圧力損失ΔＰが増大する等の原因が挙げられる。

しかしながら、上述した燃料電池用燃料容器１によって液体燃料ＦをＤＭＦＣに供給する際、隔壁部材３は内容器２４内部をゆっくりと上方向に移動し、液体燃料Ｆを押し出しながら排出するため、前記摺動性が若干損なわれているものであっても、液体燃料Ｆが隔壁部材３により押し出しながら全て排出することができるものであれば、燃料電池用燃料容器１は使用可能である。よって上記条件と隔壁部材３の安定動作とを考慮して定めたΔＰの上限値をΔＰ’とし、上記算出した位置Ｈ４’を位置Ｈ４’max、上記式（３）に前記ΔＰ’を代入し算出した位置Ｈ４’を位置Ｈ４’minとする。

これにより、燃料貯蔵室１１に加圧流体の圧力Ｐ４’が 注入されたときの 良否判定基準位置範囲Ｒは、図８に示す如く、Ｈ４’min以上Ｈ４’max以下、すなわち下記式（４）で示される。

Ｈ４’min ≦ Ｒ ≧ Ｈ４’max ・・・（４）
従って、上述した測定位置Ｈ４が上記式（４）の範囲内であれば、燃料電池用燃料容器１は使用可能な状態であると判定される。

上記のような液体容器の検査方法によれば、特別な装置を使用することなく、容易に液体容器が使用可能な状態であるか否かを判定することができる。

また、液体容器が使用可能な状態であるか否かを判定することができれば、液体容器に液体を充填する前に、使用不可能な液体容器を除くことができるので、充填不良率を低減することができ、それによってコストを低減することができる。

なお本実施形態においては燃料電池用燃料容器１を２重容器構造としたが、本発明においてはこれに限られるものではなく、便宜に設計変更可能であり、例えば１重容器構造としてもよい。

上記実施形態で説明した燃料電池用燃料容器１を使用して、上記検査方法を用いて燃料電池用燃料容器１が使用可能な状態であるか否か検査を行った。

なお燃料電池用燃料容器１は、燃料貯蔵室１１の最大充填量が６ｃｃ、隔壁部材３が内容器２４の上端に位置したときの圧縮ガス室１２の充填量が１２ｃｃ、及び下端に位置したときの圧縮ガス室１２の充填量が６ｃｃのものとし、外容器２１、内容器２４及び本体部材３１はＰＰ製成型品、ＯリングはＥＰＤＭ製成型品の外表面に膜厚１μｍのパリレンＮ被覆層を形成し、未使用時での摺動摩擦力が１０Ｎのものとする。このとき隔壁部材３の底面積が約１９５ｍｍ^２であることから、圧力損失ΔＰは５０ｋＰａとした。

また、燃料電池用燃料容器１は、上述した方法によって（図３参照）圧縮ガスＧとして窒素を圧力Ｐ１＝４００ｋＰａで充填し、隔壁部材３が内容器２４の下端に位置したとき（図３（ｂ）参照）の圧縮ガス室１２内の圧力がＰ２＝３５０ｋＰａとなり、隔壁部材３が内容器２４の上端に位置したときの圧縮ガス室１２内の圧力がＰ３＝１５０ｋＰａとなるように設定したものである。そして隔壁部材３の摺動方向の位置は、隔壁部材３が内容器２４の上端に位置したときの弾性シール部材３２（Ｏリング）の中心部を基準（Ｈ３＝０ｍｍ）として測定すると、隔壁部材３が下端に位置したとき、すなわちＰ２のときの測定位置はＨ２＝３０ｍｍとなった。

上記のような構成の燃料電池用燃料容器１について、バルブ４から燃料貯蔵室１１内部に残存する液体燃料Ｆを破棄した後に、バルブ４から圧力Ｐ４’＝３００ｋＰａの窒素を燃料貯蔵室１１へ注入した。次いで、隔壁部材３の摺動方向の位置を測定し、Ｈ４＝１４ｍｍを得た。

このとき（Ｐ４’＝３００ｋＰａ）の良否判定基準範囲Ｒを求めると、上述したように圧力Ｐ２、Ｐ３、位置Ｈ２、Ｈ３及びΔＰの値が得られているので図７のグラフと上記式（１）、（２）により、隔壁部材３の位置Ｈ、圧縮ガス室１２内の圧力Ｐ、燃料貯蔵室１１内の圧力Ｐ’の値が得られた。この値を表１に示す。

ここで上記式（３）により、Ｐ４’＝３００ｋＰａのときの圧縮ガス室１２内の圧力はＰ４＝２５０ｋＰａと求められたので、表１からＰ４＝２５０ｋＰａのときの隔壁部材３の位置はＨ４’＝１５ｍｍとなった。よってＨ４’max＝１５ｍｍとした。

また、圧力損失がΔＰ’＝１５０ｋＰａまで増大した場合を考えると、上記と同様にして表２が得られ、圧縮ガス室１２内の圧力はＰ４＝１５０ｋＰａと求められたので、表２からＰ４＝１５０ｋＰａのときの隔壁部材３の位置はＨ４’＝０ｍｍとなった。

しかし、隔壁部材３の位置がＨ４’＝０ｍｍのときの隔壁部材３の上方向移動時燃料貯蔵室１１内の圧力は、表２からＰ４’＝０ｋＰａとなり、この値では燃料貯蔵室１１内部に充填された液体燃料Ｆを全て排出することが出来ない。従って、隔壁部材３の安定動作を考慮して、圧力損失はΔＰ’＝１００ｋＰａまで増大可能とした。すると、上記と同様にして表３が得られ、圧縮ガス室１２内の圧力はＰ４＝２００ｋＰａと求められたので、表３からＰ４＝２００ｋＰａのときの隔壁部材３の位置はＨ４’＝７．５ｍｍとなった。

よってＨ４’min＝７．５ｍｍとした。これによりＰ４’＝３００ｋＰａのときの良否判定基準範囲Ｒは、上記式（４）から７．５ｍｍ＜Ｒ＜１５ｍｍとなった。

従って、前記測定位置Ｈ４＝１４ｍｍは良否判定基準範囲Ｒ内にあるので、該燃料電池用燃料容器１は使用可能な状態であると判定された。

本発明にかかる一実施形態における燃料電池用燃料容器の中央断面図である。 図１の閉状態のバルブ部位の拡大断面図である。 図１の燃料電池用燃料容器の圧縮ガス室に圧縮ガスＧを封入する一実施形態を示す模式図である。 図１の燃料電池用燃料容器のリサイクルの流れを示すフローチャート図である。 本発明にかかる一実施形態における検査装置の概略構成図である。 図１の燃料電池用燃料容器の検査方法を示す模式図である。 図１の燃料電池用燃料容器の圧縮ガス室内の圧力Ｐと隔壁部材の位置Ｐの関係を示すグラフである。 図１の燃料電池用燃料容器の良否判定基準範囲を示す図である。

符号の説明

１ 燃料電池用燃料容器
１１ 燃料貯蔵室
１２ 圧縮ガス室
２ 容器本体
２１ 外容器
２２ 蓋体
２３ 供給接続具
２３ａ 接続口
２４ 内容器
２４１ 切欠き
２５ 弾性体
３ 隔壁部材
３１ 本体部材
３２ 弾性シール部材
４ バルブ
４１ ハウジング
４２ ステム
４３ スプリング
１００ 検査装置
１０１ 破棄手段
１０２ 供給手段
１０３ 測定手段
１０４ 判定手段
Ｆ 液体燃料
Ｇ 圧縮ガス
Ｐ 圧縮ガス室内の圧力
Ｐ’ 燃料貯蔵室内の圧力
Ｈ 測定位置
Ｈ’ 算出による位置
Ｒ 良否判定基準位置

Claims (6)

1. 開口部に加圧流体の流通を開放または遮断するバルブを備えた容器本体と、
   該容器本体内部に摺動自在に配設され、該容器本体内部を、液体を収容する空間と該液体を押し出すための押出手段を収容する空間とに区画する隔壁部材とを備えてなる液体容器が、使用可能な状態であるか否かを検査するための方法であって、
   前記バルブから前記本体内部へ所定圧力の加圧流体を供給する第一の処理と、
   該第一の処理後に前記隔壁部材の摺動方向の位置を測定する第二の処理と、
   該第二の処理により得られた測定位置が、前記隔壁部材の摺動方向の所定の良否判定基準位置範囲内にあるときに、前記液体容器が使用可能な状態であると判定する第三の処理とを備えてなることを特徴とする液体容器の検査方法。
2. 前記第一の処理前に、前記バルブから前記液体容器内に残存する液体を破棄する処理を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の液体容器の検査方法。
3. 前記液体容器が、前記バルブと連通する円筒状の内容器を、前記内部にさらに備えたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の液体容器の検査方法。
4. 開口部に加圧流体の流通を開放または遮断するバルブを備えた容器本体と、
   該容器本体内部に摺動自在に配設され、該容器本体内部を、液体を収容する空間と該液体を押し出すための押出手段を収容する空間とに区画する隔壁部材とを備えてなる液体容器が、使用可能な状態であるか否かを検査するための装置であって、
   前記バルブから前記本体内部へ所定圧力の加圧流体を供給する供給手段と、
   前記隔壁部材の摺動方向の位置を測定する測定手段と、
   該測定手段により得られた測定位置が、前記隔壁部材の摺動方向の所定の良否判定基準位置範囲内にあるときに、前記液体容器が使用可能な状態であると判定する判定手段とを備えてなることを特徴とする液体容器の検査装置。
5. 前記バルブから前記液体容器内に残存する液体を破棄する破棄手段を備えてなることを特徴とする請求項４に記載の液体容器の検査装置。
6. 前記液体容器が、前記バルブと連通する円筒状の内容器を、前記内部にさらに備えたものであることを特徴とする請求項４または６に記載の液体容器の検査装置。

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