JP2013167288A

JP2013167288A - 水素ステーション

Info

Publication number: JP2013167288A
Application number: JP2012030453A
Authority: JP
Inventors: Noboru Watanabe; 昇渡辺
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2032-02-15
Also published as: JP5661057B2

Abstract

【課題】安全性や作業性を向上させることができ、設置場所での設置も容易に行うことができる水素ステーションを提供する。
【解決手段】水素充填用の機器を直方体状のキャビネット１１内に収納した水素ステーション１０であって、キャビネット内を、２枚の隔壁１２，１３によって水素貯蔵機器室１４及び水素充填機器室１５と、水素貯蔵機器室と水素充填機器室１５との間の作業室１６の３室に区画し、水素貯蔵機器室内に配置した蓄圧器１８と水素充填機器室の外壁に設けた充填部３１と、キャビネットの対角位置に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水素ステーションに関し、詳しくは、水素を燃料とする燃料電池自動車（水素自動車）の燃料タンクに、蓄圧器に充填された水素をディスペンサを介して充填する水素ステーションに関する。

水素自動車の燃料である水素を自動車の燃料タンクに充填するための水素ステーションとして、圧縮機、蓄圧器、ディスペンサなどの所要機器をユニット化し、トレーラなどの荷台に積載可能なコンテナ内に収納した移動式水素ステーションが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２４０６１号公報

特許文献１に記載されているように、コンテナなどの内部に各種機器を収納した水素ステーションが各種提案されてきているが、安全性や作業性を考慮した各種機器の配置の最適化についての検討は、十分に成されていなかった。

そこで本発明は、水素自動車に水素を充填するために必要な機器をキャビネット内に収納する際に、キャビネット内における機器の配置を最適化し、安全性や作業性を向上させることができ、設置場所での設置も容易に行うことができる水素ステーションを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の水素ステーションは、水素自動車に水素を充填するための機器を直方体状のキャビネット内に収納した水素ステーションにおいて、前記キャビネット内を、該キャビネットの長手方向に水素貯蔵機器室及び水素充填機器室と、該水素貯蔵機器室と水素充填機器室との間の作業室とに区画し、さらに、前記水素貯蔵機器室内を、水素を高圧で貯蔵する蓄圧器を収納する蓄圧器スペースと、外部から供給される水素ガスを昇圧して前記蓄圧器に充填する圧縮機を収納する圧縮機スペースとに区画し、前記水素充填機器室内を、水素自動車に充填する水素の圧力及び流量を制御するディスペンサを収納するディスペンサスペースと、水素自動車に充填される水素を冷却する冷却器を収納する冷却器スペースとに区画し、該冷却器スペースのキャビネット壁面に設けた水素自動車への充填部を、前記蓄圧器スペースに対して対角位置に配置するとともに、前記キャビネットの壁面に開閉扉を有する作業室用出入口を設けたことを特徴としている。

さらに、本発明の水素ステーションは、前記蓄圧器と前記ディスペンサとを接続する配管は、前記作業室の床下又は天井を通って設置され、前記水素貯蔵機器室と前記作業室とを隔壁にて区画するとともに、該隔壁に、前記蓄圧器の元弁を操作可能な開閉カバーを有する作業用開口が設けられていることを特徴としている。

本発明の水素ステーションによれば、水素自動車に水素を充填する充填部と、大量の水素を高圧で貯蔵した蓄圧器とをキャビネットの対角位置に配置したので、万一、水素自動車がキャビネットに衝突することがあっても、蓄圧器が損傷する危険性を回避することができる。また、蓄圧器が収納されている水素貯蔵機器室とディスペンサや冷却器が収納されている水素充填機器室との間に作業室を配置しているので、安全性を更に高めることができる。さらに、開閉扉を有する出入口から作業室に入って蓄圧器の元弁の操作など、日常必要な操作を容易に行うことができるとともに、キャビネット外壁側から操作する場合に比べて安全性も向上する。

本発明の水素ステーションの一形態例を説明するための概略平面図である。本発明の水素ステーションを２基併設した状態を説明するための概略平面図である。

本形態例に示す水素ステーション１０は、強固な台枠上に設置された直方体状のキャビネット１１の内部に、水素自動車に燃料の水素を充填するために必要な各種機器を収納したものであって、キャビネット１１の内部は、該キャビネット１１の短辺１１ａに平行な方向の２枚の隔壁１２，１３によって水素貯蔵機器室１４及び水素充填機器室１５と、該水素貯蔵機器室１４と水素充填機器室１５との間の作業室１６との３室がキャビネット１１の長手方向に並んで区画されている。

前記水素貯蔵機器室１４の内部は、キャビネット１１の長辺１１ｂに平行な方向の仕切り部材１７により、水素を高圧で貯蔵する蓄圧器１８を配置した蓄圧器スペース１９と、外部から供給される水素ガスを昇圧して蓄圧器１８に充填する圧縮機２０を配置した圧縮機スペース２１とに分かれている。圧縮機スペース２１のキャビネット外壁には、外部から水素を供給するための水素供給口２２が設けられており、蓄圧器スペース１９内の蓄圧器１８と圧縮機スペース２１内の圧縮機２０とは、仕切り部材１７の床下又は天井に配置した蓄圧用配管２３で接続されている。

また、前記水素充填機器室１５の内部は、長辺１１ｂに平行な方向の仕切り部材２４により、水素自動車に充填する水素の圧力及び流量を制御するディスペンサ２５を配置したディスペンサスペース２６と、水素自動車に充填される水素を冷却する冷却器２７を配置した冷却器スペース２８とに分かれている。蓄圧器スペース１９内の蓄圧器１８とディスペンサスペース２６内のディスペンサ２５とは、前記作業室１６の床下あるいは天井を通る高圧水素配管２９で接続されており、ディスペンサスペース２６内のディスペンサ２５と冷却器スペース２８の冷却器２７とは、仕切り部材２４の床下又は天井に配置した充填用水素配管３０で接続されている。

また、冷却器スペース２８のキャビネット外壁には、水素自動車の燃料タンクに水素を充填するための接続管が連結される充填部３１が設けられている。この充填部３１を備えた冷却器スペース２８は、前記蓄圧器スペース１９に対してキャビネット１１の対角位置に設けられており、水素自動車が走行する通路の近傍に設けられる充填部３１の位置と蓄圧器スペース１９とをキャビネット１１内の最も離れた遠い位置になるように配置している。

前記作業室１６が位置する部分のキャビネット１１の壁面には、開閉扉３２を有する出入口３３が設けられている。また、作業室１６と水素貯蔵機器室１４との間の隔壁１２には、蓄圧器１８の元弁１８Ｖを操作する際に開く開閉カバー３４を備えた作業用開口３５と、圧縮機２０を点検する際に扉３６を開いて出入りする点検口３７とが設けられている。出入口３３の開閉扉３２、作業用開口３５の開閉カバー３４及び点検口３７の扉３６は、ロック可能に形成されており、関係者以外が開閉扉３２や開閉カバー３４、扉３６を開くことができないようにしている。

各配管には、所定の位置に自動弁、手動弁及び逆止弁がそれぞれ設けられており、水素自動車に水素を充填する際に水素が流れる各配管に設けられた自動弁は、充填開始及び充填終了に伴って自動的に開閉するように形成されている。

このように形成した水素ステーションは、水素自動車に水素を充填する充填部３１と、大量の水素を高圧で貯蔵した蓄圧器１８とがキャビネット１１の対角位置に配置されているので、燃料となる水素を充填するために水素ステーション１０に訪れた水素自動車が、万一、充填部３１の近傍のキャビネット１１に衝突することがあっても、衝突の衝撃から蓄圧器１８を保護することができ、蓄圧器１８が損傷して水素が漏れ出すような危険性を回避することができる。また、蓄圧器スペース１９の外部に適宜な柵などのガード部を設けておくことにより、蓄圧器１８をより確実に保護することができる。

また、水素貯蔵機器室１４と水素充填機器室１５との間に作業室１６を配置しているので、キャビネット１１への水素自動車の衝突などに対する安全性を更に高めることができる。加えて、蓄圧器１８とディスペンサ２５とを接続する高圧水素配管２９を作業室１６の床下や天井に配置することにより、水素自動車の衝突などの衝撃から配管を保護することができる。

さらに、開閉扉３２を有する出入口３３を介してキャビネット１１内に設けた作業室１６内で、開閉カバー３４を開くことによって作業用開口３５から蓄圧器１８の元弁１８Ｖの操作などの日常的に行う操作を容易に行うことができる。さらに、扉３８を開いて点検口３７から圧縮機スペース２１に入ることにより、圧縮機２０の点検も容易に行うことができる。また、開閉扉３２、開閉カバー３４及び扉３８をロック可能にしておくことにより、関係者以外が作業室１６に立ち入ったり、元弁１８Ｖを開閉したりすることを防止でき、元弁などをキャビネット外から操作可能に設けた場合に比べて安全性を大幅に向上させることができる。

特に、キャビネット１１内に必要な機器を収納して使用可能な状態まで工場で製作しておき、トレーラなどでキャビネット１１を運搬して現地に設置し、電気や水道などを接続するだけで水素ステーションとして機能させることが可能であるから、基礎工事も必要最小限でよく、地下配管工事も省略できるので、水素ステーション１０の設置を短時間かつ低コストで完了することができる。

図３は、２基の水素ステーション１０を併設する際の各水素ステーション１０の配置状態を示している。なお、以下の説明において、前記形態例に示した水素ステーションの構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

このように２基の水素ステーション１０を併設する際には、両側に配置した水素自動車の通路３８の間に、通路３８に面したキャビネット１１の外壁に冷却器スペース２８の充填部３１が位置し、通路３８の反対側に蓄圧器スペース１９が位置するようにしてキャビネット１１を設置する。このようにキャビネット１１を背中合わせ状態で設置することにより、蓄圧器スペース１９の部分に水素自動車が衝突するおそれがなくなり、複数の水素ステーション１０を設置した際の安全性を向上させることができる。

なお、蓄圧用配管や充填用水素配管は、隔壁を貫通した状態でそれぞれ設けることもできる。前記形態例では、各室及び各スペースを隔壁によって完全に区画した例を挙げて説明したが、隔壁を設けずにそれぞれの室やスペースを区切るようにしてもよい。また、作業室に出入りするための開閉扉は、他の室やスペースを通って作業室に出入りする位置に設けることもできる。さらに、水素ステーションにおいて使用する圧縮機、蓄圧器、ディスペンサ、冷却器などの各種機器は、従来からこの種のものに用いられているものを、各機器の能力などの条件に応じて任意に選択して使用することができ、窒素ガスなどを用いた安全対策も同様にして行えるので、これらの機能などの詳細な説明は省略する。また、ディスペンサが冷却機能を備えている場合は、ディスペンサスペースと冷却器スペースとを区画しなくてもよい。

１０…水素ステーション、１１…キャビネット、１１ａ…短辺、１１ｂ…長辺、１２，１３…隔壁、１４…水素貯蔵機器室、１５…水素充填機器室、１６…作業室、１７…仕切り部材、１８…蓄圧器、１８Ｖ…元弁、１９…蓄圧器スペース、２０…圧縮機、２１…圧縮機スペース、２２…水素供給口、２３…蓄圧用配管、２４…仕切り部材、２５…ディスペンサ、２６…ディスペンサスペース、２７…冷却器、２８…冷却器スペース、２９…高圧水素配管、３０…充填用水素配管、３１…充填部、３２…開閉扉、３３…出入口、３４…開閉カバー、３５…作業用開口、３６…扉、３７…点検口、３８…通路

Claims

水素自動車に水素を充填するための機器を直方体状のキャビネット内に収納した水素ステーションにおいて、前記キャビネット内を、該キャビネットの長手方向に水素貯蔵機器室及び水素充填機器室と、該水素貯蔵機器室と水素充填機器室との間の作業室とに区画し、さらに、前記水素貯蔵機器室内を、水素を高圧で貯蔵する蓄圧器を収納する蓄圧器スペースと、外部から供給される水素ガスを昇圧して前記蓄圧器に充填する圧縮機を収納する圧縮機スペースとに区画し、前記水素充填機器室内を、水素自動車に充填する水素の圧力及び流量を制御するディスペンサを収納するディスペンサスペースと、水素自動車に充填される水素を冷却する冷却器を収納する冷却器スペースとに区画し、該冷却器スペースのキャビネット壁面に設けた水素自動車への充填部を、前記蓄圧器スペースに対して対角位置に配置するとともに、前記キャビネットの壁面に開閉扉を有する作業室用出入口が設けられている水素ステーション。
前記蓄圧器と前記ディスペンサとを接続する配管は、前記作業室の床下又は天井を通って設置され、前記水素貯蔵機器室と前記作業室とを隔壁にて区画するとともに、該隔壁に、前記蓄圧器の元弁を操作可能な開閉カバーを有する作業用開口が設けられている請求項１記載の水素ステーション。