JP7650450B2

JP7650450B2 - 水素供給ステーション及び燃料等供給ステーション

Info

Publication number: JP7650450B2
Application number: JP2022076823A
Authority: JP
Inventors: 潔木村; 晃齊藤
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2025-03-25
Anticipated expiration: 2042-05-09
Also published as: JP2023166066A

Description

近年、二酸化炭素を排出しないクリーンでエネルギー効率のよい燃料電池が注目され、水素ガスを燃料とした燃料電池自動車の開発が活発に行われている。また、その燃料電池自動車に水素ガスを供給するための水素供給ステーションの確立が急務とされている。

従来の水素供給ステーションとしては、例えば特許文献１に記載されているように、水素を高圧で貯蔵する蓄圧器と、外部から供給される水素を昇圧して蓄圧器に充填する圧縮機と、蓄圧器の水素を車両に充填するための水素充填装置とを備えたものが知られている。

特開２０１６－８９９０９号公報

上述の水素供給ステーションは、水素充填装置から可燃性ガスである水素ガスが漏洩した場合、近くに火気が存在すると水素ガスに引火する可能性があり、水素ガスの爆発によって水素供給ステーションの周辺の建物等に被害が生じるおそれがある。そこで高圧ガス保安法上、水素供給ステーション周辺に防護壁を設けるなどの安全対策を施す必要がある。

そのため、水素供給ステーション内に水素充填装置を設置する場合には、公道から一定以上の距離（現行の高圧ガス保安法では８ｍ）を設ける等の制約があり、広い敷地面積を必要とすることが水素供給ステーション普及の課題の一つであった。

本発明は、上記事情に鑑み、水素供給ステーションの敷地のコンパクト化と安全対策を両立させることなどを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、水素ガス源からの水素ガスを圧縮機により昇圧して蓄圧器に貯蔵し、該蓄圧器から水素ガスを供給する後方設備と、該後方設備から供給される水素ガスを充填ホースユニットに供給する充填機構ユニットを備え、前記充填ホースユニットから車両に水素ガスを充填し、道路に面して設置された水素供給ステーションにおいて、水素ガスが滞留する可能性がある前記充填機構ユニットと、前記充填ホースユニットの間に地面に対して垂直に障壁を設け、前記充填ホースユニットを前記障壁の道路側に、前記後方設備及び前記充填機構ユニットを前記障壁の道路側とは反対側に配置し、前記充填機構ユニットの下部に位置する充填ホースに緊急離脱継手を備えることを特徴とする。

本発明によれば、水素ガスが滞留する可能性がある充填機構ユニットと充填ホースユニットの間に障壁を設けたので、充填機構ユニットや後方設備で水素ガスが爆発しても、障壁により道路側の被害を最小限に留めることができるため、充填機構ユニットや後方設備から道路までの距離を短縮することができ、水素供給ステーションの敷地のコンパクト化と安全対策を両立させることができる。
また、前記充填ホースユニット内の充填ホースに緊急離脱継手を備えることで、充填ホースユニットの倒壊や充填ホースの切断による水素ガスの漏洩を防止できるので安全である。

上記水素供給ステーションにおいて、前記充填機構ユニットの下流側配管と前記充填ホースユニットの充填ホースとを地中で接続することで、障壁より道路側に設置された充填ホースユニット内には水素ガスが滞留及び漏洩することがなく、道路側に爆発による影響が及ぶのが抑止される。

また、前記充填機構ユニットの下部に位置する前記充填ホースに緊急離脱継手を備えることで、車両の誤発進等の無理な引張りに対して配管や充填ホースが破損する前に、緊急離脱継手が２分割されて水素ガスが外部に漏れるのを防止するため安全である。

さらに、前記充填機構ユニットの下流側配管を地中を介して前記充填ホースユニットに導入し、前記充填ホースユニットの充填ホースに接続することができ、障壁より道路側に設置された充填ホースユニット内には水素ガスが滞留及び漏洩することがなく、道路側に爆発による影響が及ぶのが抑止される。

前記後方設備と前記充填機構ユニットとを一体に設置することで、水素供給ステーションをさらに省スペース化することができる。

さらに、本発明は、燃料等供給ステーションであって、上記いずれかの水素供給ステーションに、さらに電気を供給する電気充電機構ユニットと、該電気充電機構ユニットから車両に電気を充電する電気ホースユニットと、液体燃料を供給する液体燃料給油機構ユニットと、該液体燃料給油機構ユニットから車両に液体燃料を供給する液体燃料給油ユニットを備えることを特徴とする。この燃料等供給ステーションによれば、あらゆる燃料の車両に対応することができる。

以上のように、本発明に係る水素供給ステーション等によれば、敷地のコンパクト化と安全対策を両立させることなどが可能となる。

本発明に係る水素供給ステーションの第１の実施形態の全体構成を示す概略平面図である。図１に示す水素供給ステーションの充填機構ユニットの配管と充填ホースユニットの充填ホースの接続構造の一例を説明するための概略側面図である。図１に示す水素供給ステーションの充填機構ユニットの配管と充填ホースユニットの充填ホースの接続構造の他の例を説明するための概略側面図である。本発明に係る水素供給ステーションの第２の実施の形態の全体構成を示す概略平面図である。本発明に係る燃料等供給ステーションの一実施の形態の全体構成を示す概略平面図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る水素供給ステーションの第１の実施形態を示す。この水素供給ステーション１は、道路５０に面して設置され、水素ガス源（不図示）から水素ガスが供給される後方設備５と、後方設備５から供給される水素ガスを充填ホースユニット８（８Ａ～８Ｄ）に供給する充填機構ユニット６（６Ａ、６Ｂ）と、充填機構ユニット６の道路５０側に地面に対して垂直に設置される障壁７と、障壁７の道路５０側に設置される充填ホースユニット８と、上記設備等を囲う防護壁９を備える。

後方設備５は、装置構成や動作は従来の水素供給ステーション等に設けられるものと同じであり、水素ガス源から供給された水素ガスを圧縮機２により昇圧して蓄圧器３に充填し、水素ガスを高圧で貯蔵して充填機構ユニット６に送る。障壁４は水素ガスが漏洩し、水素ガスに引火して爆発等が発生した際に、その影響が圧縮機２又は蓄圧器３に及ぶのを抑止するために設けられる。

充填機構ユニット６は、装置構成や動作は従来の水素供給ステーション等に設けられるものと同じであり、プレクーラー１２、遮断弁１３、流量計１４等を備え、蓄圧器３から供給された水素ガスを充填ホースユニット８に送るために設けられる。充填機構ユニット６に設けられる他の機器等については後述する。

障壁７は、水素ガスが滞留する可能性がある充填機構ユニット６内で水素ガスの引火等による爆発が生じても道路５０側への被害を最小限に留めるために設けられ、充填機構ユニット６と充填ホースユニット８の間に地面に対して垂直に設置される。障壁７は水素ガスの爆発等の衝撃の被害を最小限に留める必要があるため、十分な大きさと厚さ（例えば高さ２ｍ以上、厚さ１２ｃｍ以上）で、水素ガスの爆発等の衝撃に耐えられる材質（例えば鉄筋コンクリート製）のものを使用する。

充填ホースユニット８は、装置構成や動作は従来の水素供給ステーション等に設けられるものと同じであり、充填機構ユニット６から供給された水素ガスを水素燃料車両Ｍ等に充填するために設けられる。充填ホースユニット８に設けられる他の機器等については後述する。

防護壁９は、従来の水素供給ステーションに設けられるものと構成は同じであり、水素ガスの漏洩等によって生じる水素ガスの爆発の影響が、水素供給ステーション１の外部に及ぶことを最小限に抑えるために設けられ、後方設備５、充填機構ユニット６及び充填ホースユニット８を取り囲むように設置される。

上記構成によれば、障壁７を設けることで充填機構ユニット６内で水素ガスの引火等による爆発が生じても道路５０側への被害を最小限に留めることができ、道路５０から障壁７までの距離Ｄ１を８ｍ以下とすることもでき、水素供給ステーション１の敷地のコンパクト化を図ることができる。また、障壁７によって後方設備５で水素ガスの引火等による爆発が生じても道路５０側への被害を最小限に留めることができるため、後方設備５から障壁７までの距離Ｄ２を８ｍ以下とすることもできる。

次に、充填機構ユニット６及び充填ホースユニット８の装置構成、充填機構ユニット６の配管と充填ホースユニット８の充填ホース２４の接続構造の一例について図２を参照しながら説明する。

充填機構ユニット６は、後方設備５に接続される配管１６に、流量調整弁１１、プレクーラ１２、遮断弁１３、流量計１４、温度計２３、圧力計２２を備え、接続部１８で充填ホースユニット８の充填ホース２４と接続される。配管１６から分岐した脱圧配管１７には脱圧弁１５が設けられる。

充填ホースユニット８は、一端に充填ノズル２６が装着された充填ホース２４と、充填ノズル２６を掛けるためのノズル掛け２５と、充填開始スイッチ２８と、充填終了スイッチ２７と、充填量表示機２９等を備える。充填ホース２４は、障壁７に穿設された孔２１を挿通し、地中で充填ホース支持部２０に支持され、充填ホース支持部２０と接続部１８の間の充填ホース２４に緊急離脱継手１９が配置される。

充填機構ユニット６の下流側の配管１６と充填ホースユニット８の充填ホース２４とを地中で接続することで、障壁７より道路５０側に設置された充填ホースユニット８内には水素ガスが滞留及び漏洩することがなく、道路５０側に爆発による影響が及ぶのが抑止される。

また、充填機構ユニット６の下部に位置する充填ホース２４に緊急離脱継手１９を設けることで、水素燃料車両Ｍの誤発進等の無理な引張りに対して配管１６や充填ホース２４が破損する前に、緊急離脱継手１９が２分割されて水素ガスが外部に漏れるのを防止することができる。

図３は、充填機構ユニット６及び充填ホースユニット８の装置構成、充填機構ユニット６の配管と充填ホースユニット８の充填ホース２４の接続構造の他の例を示す。同図において、図２に示した充填機構ユニット６等の構成要素と同一のものについては、同一の参照番号を付してそれらの説明を省略する。

図３に示す充填機構ユニット６の下流側配管３０は、障壁７の孔２１を挿通し、地中を介して充填ホースユニット８に導入され、充填ホースユニット８内で接続部３１、緊急離脱継手３２を介して充填ホース２４に接続される。

充填機構ユニット６の下流側配管３０を地中を介して充填ホースユニット８に導入し、充填ホースユニット８の充填ホース２４に接続することで、障壁７より道路５０側に設置された充填ホースユニット８内には水素ガスが滞留及び漏洩することがなく、道路５０側に爆発による影響が及ぶのが抑止される。

また、充填ホースユニット８内の充填ホース２４に緊急離脱継手３２を設けることで、充填ホースユニット８の倒壊や充填ホース２４の切断による水素ガスの漏洩を防止できる。

図４は、本発明の水素供給ステーションの第２の実施の形態を示し、この水素供給ステーション１０は、図１に示した水素供給ステーション１の後方設備５と充填機構ユニット６（６Ａ、６Ｂ）とを一体化したものであって、後方設備３５内に充填機構装置３６（３６Ａ、３６Ｂ）を備える点が水素供給ステーション１と異なり、他の構成は水素供給ステーション１と同様である。図１の後方設備５と充填機構ユニット６を一体化することで、さらに省スペース化を図ることができる。

図５は、本発明に係る燃料等供給ステーションの一実施の形態を示し、この燃料等供給ステーション４０は、図１に示した水素供給ステーション１に加え、電気を供給する電気充電機構ユニット４１と、電気充電機構ユニット４１から車両に電気を充電する電気ホースユニット４２と、ガソリン等の液体燃料を供給する液体燃料給油機構ユニット４３と、液体燃料給油機構ユニット４３から車両に液体燃料を供給する液体燃料ホースユニット４４を備える。

この燃料等供給ステーション４０によれば、水素に加え、電気や液体燃料を車両に供給することができ、あらゆる燃料の車両に対応することができる。また、障壁７に加え、電気充電機構ユニット４１及び液体燃料給油機構ユニット４３を囲繞するように障壁７と同様の構成を有する障壁４７を設けたことで、水素充填機構ユニット４６や後方設備５において水素ガスによる爆発等が発生した際に、その影響が電気充電機構ユニット４１及び液体燃料給油機構ユニット４３に及ぶのを抑止することができ、後方設備５から障壁７までの距離Ｄ５を８ｍ以下とすることができる。さらに、マルチ燃料供給ステーションとして充填ホースユニット４８から電気ホースユニット４２までの距離Ｄ３を８ｍ以下、電気ホースユニット４２から液体燃料ホースユニット４４までの距離Ｄ４を６ｍ以下とすることもできる。

さらに、電気充電機構ユニット４１と電気ホースユニット４２、液体燃料給油機構ユニット４３と液体燃料ホースユニット４４とを各々別体で構成したが、電気ホースユニット４２内に電気充電機構ユニット４１を、液体燃料ホースユニット４４内に液体燃料給油機構ユニット４３を各々統合してもよい。

尚、上記各実施の形態はあくまでも例示であり、本発明の技術範囲を限定する趣旨の記述ではない。

１、１０水素供給ステーション
２圧縮機
３蓄圧器
４障壁
５後方設備
６充填機構ユニット
７障壁
８充填ホースユニット
９防護壁
１１流量調整弁
１２プレクーラー
１３遮断弁
１４流量計
１５脱圧弁
１６配管
１７脱圧配管
１８接続部
１９緊急離脱継手
２０充填ホース支持部
２１孔
２２圧力計
２３温度計
２４充填ホース
２５ノズル掛け
２６充填ノズル
２７充填終了スイッチ
２８充填開始スイッチ
２９充填量表示機
３０下流側配管
３１接続部
３２緊急離脱継手
３５後方設備
３６充填機構装置
４０燃料等供給ステーション
４１電気充電機構ユニット
４２電気ホースユニット
４３液体燃料給油機構ユニット
４４液体燃料ホースユニット
４６水素充填機構ユニット
４７障壁
４８充填ホースユニット
５０道路

Claims

水素ガス源からの水素ガスを圧縮機により昇圧して蓄圧器に貯蔵し、該蓄圧器から水素ガスを供給する後方設備と、該後方設備から供給される水素ガスを充填ホースユニットに供給する充填機構ユニットを備え、前記充填ホースユニットから車両に水素ガスを充填し、道路に面して設置された水素供給ステーションにおいて、
水素ガスが滞留する可能性がある前記充填機構ユニットと、前記充填ホースユニットの間に地面に対して垂直に障壁を設け、前記充填ホースユニットを前記障壁の道路側に、前記後方設備及び前記充填機構ユニットを前記障壁の道路側とは反対側に配置し、
前記充填機構ユニットの下部に位置する充填ホースに緊急離脱継手を備えることを特徴とする水素供給ステーション。
前記充填機構ユニットの下流側配管と前記充填ホースユニットの充填ホースとは、地中で接続されることを特徴とする請求項１に記載の水素供給ステーション。
前記充填機構ユニットの下流側配管は、地中を介して前記充填ホースユニットに導入され、前記充填ホースユニットの充填ホースに接続されることを特徴とする請求項１に記載の水素供給ステーション。
前記充填ホースユニット内の充填ホースに緊急離脱継手を備えることを特徴とする請求項３に記載の水素供給ステーション。
前記後方設備と前記充填機構ユニットとが一体となって設置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水素供給ステーション。
請求項１乃至４のいずれかに記載の水素供給ステーションに、さらに電気を供給する電気充電機構ユニットと、該電気充電機構ユニットから車両に電気を充電する電気ホースユニットと、液体燃料を供給する液体燃料給油機構ユニットと、該液体燃料給油機構ユニットから車両に液体燃料を供給する液体燃料給油ユニットを備えることを特徴とする燃料等供給ステーション。