JP2018132109A

JP2018132109A - 水素ステーション

Info

Publication number: JP2018132109A
Application number: JP2017025571A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　昇; Noboru Watanabe; 昇渡辺
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: JP6474438B2

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との間の作業室１６の３室に区画し、さらに、水素貯蔵機器室をキャビネットの長手方向であって作業室側位置に蓄圧器スペース１９と、作業室と反対側位置に圧縮機スペース２１とに区画する。【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安全性や作業性を考慮してキャビネット内にそれぞれ配置することで、トレーラなどによる運搬や設置場所での設置を容易に行うことができる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。）。

特許第５６６１０５７号公報

特許文献１に記載されている水素ステーションのように、冷却器スペースと蓄圧器スペースとを作業室を隔てて対角位置に配置させているので、水素自動車を冷却器スペースに備えた充填部の近くに寄せる際に、誤って前方からキャビネットに衝突させたとしても蓄圧器を保護することが可能になったが、万一、遠方より高速で走行中の水素自動車が通路を逸れて側方からキャビネットの蓄圧器スペース側の外壁に衝突した場合には、蓄圧器スペース内の蓄圧器が大きな衝撃を受けることで損傷して水素が漏れ出すような危険性が想定された。この場合、蓄圧器スペースの外部に適宜な柵などのガードを設けることも考えられるが、製造コストや設置に要する時間が増加するといった課題があった。

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、前記キャビネットの長手方向であって、前記作業室側位置に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、前記作業室と反対側位置に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、前記キャビネットの短手方向に、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、水素自動車への充填部を前記冷却器スペースのキャビネット壁面に設けるとともに、前記キャビネットの壁面に作業室用出入口が設けられている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が、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、充填部を備えた冷却器スペースと蓄圧器を収納した蓄圧器スペースとを作業室を隔てて離れた位置に配置するとともに、圧縮機を収納した圧縮機スペースが蓄圧器スペースに隣接して作業室と反対側の位置に配置されているので、蓄圧器スペース内に対して外方からの衝撃が伝わりにくくなり、万一、高速で走行中の水素自動車が側方からキャビネットに衝突することがあっても、蓄圧器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、蓄圧器スペースの外部に柵などのガードを設ける必要がなくなり、製造コストや設置に要する時間を低減できる。さらに、出入口から作業室に入って、日常的に行う操作を容易に行うことができるので、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の短辺１１ａ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、キャビネット１１の直交する短辺１１ａと長辺１１ｂとにより構成された一つ隅角位置に設けられている。さらに、水素自動車が走行する通路３２の近傍に設けられる充填部３１と蓄圧器スペース１９とを作業室１６を隔てて離れた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３３を有する出入口３４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、開閉カバー３５を備えた作業用開口３６が設けられ、圧縮機スペース２１に備えた水素供給口２２の位置と反対側のキャビネット１１の壁面には、圧縮機２０を点検する際に扉３７を開いて出入りする点検口３８が設けられている。出入口３４の開閉扉３３、作業用開口３６の開閉カバー３５及び点検口３８の扉３７は、ロック可能に形成されており、関係者以外が開閉扉３３や開閉カバー３５、扉３７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１０は、充填部３１を備えた冷却器スペース２８と蓄圧器１８を収納した蓄圧器スペース１９とを作業室１６を隔てて離れた位置に配置するとともに、圧縮機２０を収納した圧縮機スペース２１が蓄圧器スペース１９に隣接して作業室１６と反対側の位置に配置されているので、蓄圧器スペース１９内に対して外方からの衝撃が伝わりにくくなり、万一、図１の左遠方より、高速で走行中の水素自動車が通路３２を逸れ、側方（短辺側）からキャビネット１１の圧縮機スペース２１側の外壁に衝突することがあっても、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の外部に柵などのガードを設ける必要がなくなり、製造コストや設置に要する時間を低減できる。

また、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３３を有する出入口３４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３５を開くことによって作業用開口３６から日常的に行う操作を容易に行うことができる。

さらに、扉３７を開いて点検口３８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３３、開閉カバー３５及び扉３７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に立ち入ったりすることを防止できるので、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くことができ、且つ、キャビネット１１の前後左右方向の重量バランスも良好であることからクレーンを使用したトレーラなどへの積載及び運搬を安全に行うことができる。また、現地に設置した後に、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。

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、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…通路、３３…開閉扉、３４…出入口、３５…開閉カバー、３６…作業用開口、３７…扉、３８…点検口

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、前記キャビネットの長手方向であって、前記作業室側位置に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、前記作業室と反対側位置に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、前記キャビネットの短手方向に、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、水素自動車への充填部を前記冷却器スペースのキャビネット壁面に設けるとともに、前記キャビネットの壁面に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。