JP2022185202A - 燃料電池船 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器を配置できない危険場所を狭くして、電気機器の配置の自由度を高める。【解決手段】燃料電池船は、燃料の電気化学反応により発電を行う燃料電池と、燃料電池から供給される電力によって、船体に推進力を発生させる推進装置と、燃料を収容する燃料タンクから、燃料電池に燃料を供給する燃料供給配管と、燃料供給配管の一部を収容するダクト区画と、ダクト区画と連通するベント管と、燃料タンクに燃料を充填する際の入口となる燃料充填口と、を備える。燃料充填口は、ダクト区画に設けられる。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池船に関する。

従来、燃料タンクから燃料電池に燃料ガス（例えば水素ガス）を供給し、燃料電池で発生する電力によって推進装置を駆動する燃料電池船が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１８－９２８１５号公報

燃料電池船では、例えば燃料ガス充填口の周囲、つまり、可燃性の燃料ガスが通る部分の周囲には、電気機器（例えば換気用のファン）を配置しないよう要求されることがある。これは、配置された電気機器が燃料ガスの着火源となる可能性があるためである。以下、上記した燃料ガスが通る部分を危険部位とも称し、危険部位の周囲の、電気機器を配置することができない場所を、危険場所とも称する。燃料電池船において、危険部位が散在し、これによって危険場所が広がると、電気機器を配置できる領域が狭くなる。その結果、電気機器の配置の自由度が低下する。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電気機器を配置できない危険場所を狭くして、電気機器の配置の自由度を高めることができる燃料電池船を提供することにある。

本発明の一側面に係る燃料電池船は、燃料の電気化学反応により発電を行う燃料電池と、前記燃料電池から供給される電力によって、船体に推進力を発生させる推進装置と、を備える燃料電池船であって、前記燃料を収容する燃料タンクから、前記燃料電池に前記燃料を供給する燃料供給配管と、前記燃料供給配管の一部を収容するダクト区画と、前記ダクト区画と連通するベント管と、前記燃料タンクに前記燃料を充填する際の入口となる燃料充填口と、をさらに備え、前記燃料充填口は、前記ダクト区画に設けられる。

上記の構成によれば、電気機器を配置できない危険場所を狭くして、電気機器の配置の自由度を高めることができる。

本発明の実施の一形態に係る燃料電池船の外観を示す後方からの斜視図である。 上記燃料電池船の概略の構成を示す説明図である。 上記燃料電池船の内部構造を模式的に示す説明図である。 図１のＡ部を拡大して示す斜視図である。 図１のＡ部を、燃料ガス充填口蓋部および不活性ガス充填口蓋部の図示を省略して示す斜視図である。 上記燃料電池船のダクト区画内での燃料ガスの検知に基づく処理の流れを示すフローチャートである。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本明細書では、方向を以下のように定義する。まず、燃料電池船の船尾から船首に向かう方向を「前」とし、船首から船尾に向かう方向を「後」とする。そして、前後方向に垂直な横方向を左右方向とする。このとき、燃料電池船の前進時に操船者から見て左側を「左」とし、右側を「右」とする。さらに、前後方向および左右方向に垂直な重力方向の上流側を「上」とし、下流側を「下」とする。

〔１．燃料電池船の概略の構成〕
まず、図１および図２を参照して、本実施形態に係る燃料電池船ＳＨについて説明する。図１は、燃料電池船ＳＨの外観を示す後方からの斜視図である。図２は、燃料電池船ＳＨの概略の構成を示す説明図である。燃料電池船ＳＨは、船体１と、キャビン２と、を備える。キャビン２は、船体１上に配置される。

燃料電池船ＳＨは、燃料電池システム３と、燃料ガス貯留部４と、蓄電池システム５と、推進装置６と、複数の周辺機器１１と、制御装置１２と、をさらに備える。なお、図２では、制御信号または高電圧での電力供給ラインを実線で示し、制御信号または低電圧の電力供給ラインを一点鎖線で示す。

燃料電池システム３は、主電源として機能する。燃料電池システム３は、燃料ガスを消費して電力（具体的には直流電力）を発生する。燃料ガスは、燃料の一例であり、例えば可燃ガスである。典型的には、燃料ガスは、水素ガスである。燃料電池システム３は、発生した電力を、推進装置６および周辺機器１１に供給する。また、燃料電池システム３は、蓄電池システム５に電力を供給して、蓄電池システム５を充電することもできる。

燃料ガス貯留部４は、燃料電池システム３に供給する燃料ガスを貯留する。燃料ガス貯留部４から燃料電池システム３への燃料ガスの供給は、後述する燃料ガス供給配管３２（図３参照）を介して行われる。

蓄電池システム５は、蓄電池を有する。蓄電池は、例えばリチウム二次電池であるが、ニッケル－カドミウム蓄電池、ニッケル－水素蓄電池などであってもよい。蓄電池システム５は、蓄電した電力（具体的には直流電力）を、推進装置６および周辺機器１１に供給する補助電源として機能する。このように、蓄電池システム５が補助電源として機能することにより、燃料電池システム３から推進装置６等への電力の供給不足を補うことができる。なお、蓄電池システム５は、制御装置１２に電力を供給してもよい。

推進装置６は、燃料電池システム３の後述する燃料電池３１（図３参照）から供給される電力によって駆動され、船体１に推進力を発生させる。つまり、燃料電池船ＳＨは、燃料電池３１から供給される電力によって、船体１に推進力を発生させる推進装置６を備える。

なお、推進装置６は、蓄電池システム５が有する蓄電池から供給される電力のみによって駆動されてもよいし、燃料電池３１および蓄電池の両方から供給される電力によって駆動されてもよい。つまり、推進装置６は、燃料電池および蓄電池の少なくとも一方から供給される電力によって駆動されて、船体１に推進力を発生させてもよい。

推進装置６は、電力変換装置６ａと、推進モータ６ｂと、プロペラ６ｃとを有する。電力変換装置６ａは、燃料電池システム３から供給される電力を、推進モータ６ｂの規格に応じた電力に変換する。例えば、電力変換装置６ａは、直流電力を交流電力に変換する。この場合、電力変換装置６ａは、例えばインバータを有する。推進モータ６ｂは、電力変換装置６ａから供給される電力（例えば交流電力）によって駆動される。推進モータ６ｂが駆動されると、推進モータ６ｂの回転力がプロペラ６ｃに伝達される。その結果、プロペラ６ｃが回転して、船体１に推進力が発生する。なお、推進モータ６ｂとプロペラ６ｃとの間にマリンギアを有する構成としても良い。

周辺機器１１としては、例えば、コンプレッサ、電磁弁、ポンプなどが含まれる。なお、周辺機器１１には、照明機器、空調機器などの電気機器も含まれるが、周辺機器１１の種類は特に限定されない。

制御装置１２は、燃料電池システム３、燃料ガス貯留部４、蓄電池システム５、推進装置６、および複数の周辺機器１１を制御する。制御装置１２は、例えば、１つまたは２以上のコンピュータによって構成される。コンピュータは、例えば、ＰＬＣ（Programable Logic Controller）であるが、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）であってもよい。制御装置１２には、図示しないバッテリ（例えば鉛電池）、または蓄電池システム５の蓄電池から電力が供給される。

制御装置１２は、制御部１２ａと、記憶部１２ｂと、を有する。制御部１２ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む。記憶部１２ｂは、記憶装置を含み、データおよびコンピュータプログラムを記憶する。具体的には、記憶部１２ｂは、半導体メモリのような主記憶装置と、半導体メモリ、ソリッドステートドライブ、および／または、ハードディスクドライブのような補助記憶装置と、を含む。記憶部１２ｂは、リムーバブルメディアを含んでいてもよい。記憶部１２ｂは、非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体の一例に相当する。

制御部１２ａのプロセッサは、記憶部１２ｂの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、燃料電池システム３、燃料ガス貯留部４、蓄電池システム５、推進装置６、および複数の周辺機器１１を制御する。

〔２．燃料電池船の内部構造について〕
次に、図３を参照して、燃料電池船ＳＨの内部構造について説明する。図３は、燃料電池船ＳＨの内部構造を模式的に示す説明図である。なお、図３では、空気の流れを、破線の矢印で示す。図３では、図面右側を船首側とし、図面左側を船尾側とした上で、各部材を図示しているが、各部材の接続関係が維持されるのであれば、各部材の位置は図３で示した位置には限定されない。

燃料電池船ＳＨは、機関室１３と、燃料室１４と、を備える。機関室１３および燃料室１４は、船体１の甲板１ａの下部に配置される。機関室１３は燃料室１４に対して船首側に位置する。甲板１ａの下部には、船首側から船尾側に向かって順に隔壁Ｗ１、Ｗ２およびＷ３が位置している。機関室１３は、隔壁Ｗ１およびＷ２によって他の空間から仕切られている。燃料室１４は、隔壁Ｗ２およびＷ３によって他の空間から仕切られている。隔壁Ｗ１～Ｗ３は、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）で構成されるが、鉄板であってもよい。

（２－１．燃料電池システムの構成）
燃料電池船ＳＨの燃料電池システム３は、機関室１３内に位置する。燃料電池システム３は、燃料電池３１と、燃料ガス供給配管３２と、燃料電池側遮断弁３３と、を有する。燃料電池側遮断弁３３は、周辺機器１１（図２参照）の一例である。

燃料電池３１は、燃料の一例である燃料ガスと、酸化剤ガスとの電気化学反応により電力（具体的には直流電力）を発生させる。典型的には、酸化剤ガスは、空気であり、酸化剤は、酸素である。つまり、燃料電池船ＳＨは、燃料の電気化学反応により発電を行う燃料電池３１を備える。

燃料電池３１は、積層された複数のセルによって構成される燃料電池スタックである。例えば、燃料電池３１の各セルは、固体高分子電解質膜と、アノード極と、カソード極と、一対のセパレータとを有する。アノード極とカソード極とは、固体高分子電解質膜を挟む。アノード極は、負極（燃料極）である。アノード極は、アノード触媒層およびガス拡散層を含む。カソード極は、正極（空気極）である。カソード極は、カソード触媒層およびガス拡散層を含む。アノード極と固体高分子電解質膜とカソード極とは、膜－電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を構成する。一対のセパレータは、膜－電極接合体を挟む。各セパレータは複数の溝を有する。一方のセパレータの各溝は、燃料ガスの流路を形成する。他方のセパレータの各溝は、酸化剤ガスの流路を形成する。

燃料電池３１の上記構成において、アノード極側では、燃料ガスに含まれる水素が触媒によって水素イオンと電子とに分解される。水素イオンは固体高分子電解質膜を透過してカソード極側に移動する。一方、電子は外部回路を通ってカソード極側に移動する。これにより、電流が発生する（発電する）。カソード極側では、酸化剤ガスに含まれる酸素が、外部回路を流れてきた電子と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと結合して、水を生成する。生成された水は、排出配管３１ａを介して船外に排出される。

燃料電池３１は、発電した電力を、図２で示した推進装置６および周辺機器１１に供給する。なお、燃料電池３１は、発電した電力を、ＤＣ／ＤＣコンバーター等の回路を介して間接的に、推進装置６および周辺機器１１に供給してもよい。

燃料ガス供給配管３２は、燃料ガス貯留部４の後述する燃料タンク４１に収容された燃料（例えば燃料ガス）を、燃料電池３１のアノード極に供給するための燃料供給配管である。つまり、燃料電池船ＳＨは、燃料を収容する燃料タンク４１から、燃料電池３１に燃料を供給する燃料供給配管としての燃料ガス供給配管３２を備える。

燃料電池側遮断弁３３は、燃料ガス供給配管３２の流路を開放または閉塞する遮断弁ＳＶの一例である。燃料電池側遮断弁３３の開閉は、制御部１２ａ（図２参照）によって制御される。具体的には、燃料電池側遮断弁３３は、制御部１２ａの制御に基づき、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給と供給停止とを切り替える。燃料電池側遮断弁３３は、後述する燃料電池区画３０内で、燃料ガス供給配管３２に１つだけ設けられているが、２つ以上設けられてもよい。

燃料電池船ＳＨは、燃料電池区画３０をさらに備える。燃料電池区画３０は、燃料電池３１を収容する収容体である。燃料電池区画３０は、機関室１３に配置される。

燃料電池区画３０は、中空の形状を有する。例えば、燃料電池区画３０は、中空の略直方体形状を有する。この場合、燃料電池区画３０を構成する外壁は、例えば、天壁３０ａ、底壁３０ｂ、正面壁（不図示）、背面壁（不図示）、側壁３０ｃ、および側壁３０ｄを有する。ただし、燃料電池区画３０の天面、底面、正面、背面、および側面は、任意に定めることができる。また、燃料電池区画３０の形状は、燃料電池３１を収容できる空間を有する限り、特に限定されない。燃料電池区画３０は、燃料電池３１を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。燃料電池区画３０の外壁の素材は、例えばＦＲＰであるが、鉄板であってもよい。

燃料電池区画３０の側壁３０ｄには、電池区画給気口３０ｅが開口して設けられている。電池区画給気口３０ｅは、後述する電池区画給気管３５と接続される。なお、電池区画給気口３０ｅは、燃料電池区画３０において、側壁３０ｄ以外の外壁に設けられてもよい。

一方、燃料電池区画３０の側壁３０ｃには、電池区画排気口３０ｆが開口して設けられている。電池区画排気口３０ｆは、後述するダクト区画９０と連通している。なお、電池区画排気口３０ｆは、燃料電池区画３０において、側壁３０ｃ以外の外壁に設けられてもよい。

燃料電池区画３０は、電池区画給気口３０ｅおよび電池区画排気口３０ｆを除いて密閉された空間を内部に有する。

燃料電池区画３０内には、前述した燃料ガス供給配管３２の一部と、燃料電池側遮断弁３３と、が収容される。また、燃料電池区画３０内には、さらに、電池区画内部ガス検知器３４ａと、電池区画内部火災検知器３４ｂと、が収容される。

電池区画内部ガス検知器３４ａは、燃料電池区画３０の内部に配置される燃料ガス検知器である。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、電池区画内部ガス検知器３４ａは、水素ガス検知センサで構成される。

電池区画内部ガス検知器３４ａは、燃料電池区画３０の上部に位置する天壁３０ａの内面に配置される。燃料ガスとしての水素ガスは、空気よりも軽く、上昇する。このため、燃料電池区画３０の天壁３０ａに電池区画内部ガス検知器３４ａが配置されることにより、燃料電池区画３０内で燃料ガスが漏れた場合でも、漏れた燃料ガスを電池区画内部ガス検知器３４ａによって確実に検知することができる。なお、電池区画内部ガス検知器３４ａの設置位置は、燃料電池区画３０内で燃料ガスが漏れたときに、上記燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する構成でも良い。

電池区画内部ガス検知器３４ａが燃料電池区画３０内で燃料ガスを検知したとき、その検知信号は、電池区画内部ガス検知器３４ａから制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、燃料ガス供給配管３２に設けられた燃料電池側遮断弁３３を制御することにより、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。

電池区画内部火災検知器３４ｂは、燃料電池区画３０の内部に配置される火災検知器である。電池区画内部火災検知器３４ｂは、例えば、煙を検知する煙センサ、熱を検知する熱センサ、炎を検知する炎センサのうち、１つ以上のセンサを含む。電池区画内部火災検知器３４ｂは、熱電対式の火災検知器で構成されてもよい。

電池区画内部火災検知器３４ｂは、燃料電池区画３０の上部に位置する天壁３０ａの内面に配置される。電池区画内部火災検知器３４ｂは、燃料電池区画３０の内部で火災が万が一発生したときに、その火災を検知して、火災が発生したことを示す検知信号を制御部１２ａに出力する。この場合、制御部１２ａは、燃料電池側遮断弁３３を制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。これにより、燃料電池区画３０において、上記燃料ガスへの引火による爆発の危険性を極力低減することができる。

燃料電池区画３０には、電池区画給気管３５が接続される。電池区画給気管３５は、燃料電池区画３０の電池区画給気口３０ｅから甲板１ａまで延びており、甲板１ａの上面から露出する。

電池区画給気管３５の甲板１ａ側の端部には、電池区画給気装置３６と、電池区画外部ガス検知器３７と、が配置される。電池区画給気装置３６および電池区画外部ガス検知器３７は、甲板１ａの上部に位置する。

電池区画給気装置３６は、例えば安価な非防爆型の給気ファンで構成されるが、防爆型の給気ファンで構成されてもよい。電池区画給気装置３６の駆動は、制御部１２ａによって制御される。電池区画給気装置３６には、１つ以上のフィルタ（不図示）が配置されてもよい。上記フィルタは、例えば、塵埃または海塩粒子を除去する。

電池区画給気装置３６は、燃料電池区画３０の外部の空気を、電池区画給気管３５および電池区画給気口３０ｅを介して、燃料電池区画３０の内部に供給する。燃料電池区画３０の内部の空気は、電池区画排気口３０ｆを介してダクト区画９０に排出される。これにより、燃料電池区画３０の内部が換気される。その結果、燃料電池区画３０内で可燃ガス（例えば燃料電池３１から漏れた燃料ガス）が滞留することを抑制することができる。

電池区画外部ガス検知器３７は、燃料電池区画３０の外部から内部に流入する可燃ガス（例えば船体１の周囲に漂う水素ガスなど）を検知する。電池区画外部ガス検知器３７は、例えば水素ガスセンサなどの可燃ガスセンサである。電池区画外部ガス検知器３７は、電池区画給気装置３６に対して電池区画給気管３５とは反対側、つまり、燃料電池区画３０の外部から内部に向かう空気の流れの上流側に配置される。なお、電池区画外部ガス検知器３７は、水素ガス以外の可燃ガスを検知するガスセンサで構成されてもよい。水素ガス以外の可燃ガスには、例えばメタン、エタン、プロパン、一酸化炭素などが含まれる。

電池区画外部ガス検知器３７は、例えば、可燃ガスの濃度を示す検知信号を制御部１２ａに出力する。これにより、制御部１２ａは、上記検知信号に基づいて、可燃ガスの濃度が規格値以上であるか否かを判断することができる。そして、制御部１２ａは、上記濃度が規格値以上である場合には、燃料電池側遮断弁３３を閉塞させることにより、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。なお、上記規格値は、実験および／または経験に基づいて定められればよい。

燃料電池船ＳＨは、冷却媒体タンク３８と、冷却媒体配管３９と、さらに備える。冷却媒体タンク３８は、燃料電池３１を冷却するための冷却媒体を貯留する。冷却媒体は、例えば電気伝導率の低い不凍液である。不凍液は、例えば、純水とエチレングリコールとを所定割合で混合した液体である。冷却媒体タンク３８は、密閉されているが、上部が開放されていてもよい。

冷却媒体配管３９は、燃料電池３１と図示しない熱交換器の間で冷却媒体を循環させるための配管である。なお、冷却媒体配管３９の途中には、図示しない循環ポンプも設けられる。循環ポンプを駆動して、熱交換器から冷却媒体配管３９を介して燃料電池３１に冷却媒体を供給することにより、燃料電池３１が冷却される。燃料電池３１の冷却に供された冷却媒体は、冷却媒体配管３９を介して冷却媒体タンク３８にも供給され、そこで、冷却媒体の温度変化に伴う容積変化が吸収されるとともに、冷却媒体の液量が監視される。

冷却媒体タンク３８内の上部には、冷却タンク内部ガス検知器３８ａが設けられている。冷却タンク内部ガス検知器３８ａは、冷却媒体タンク３８内に存在する燃料ガスを検知する燃料ガス検知器である。冷却媒体タンク３８内に存在する燃料ガスとしては、例えば、燃料電池３１で漏洩し、冷却媒体配管３９を介して冷却媒体タンク３８内に侵入した燃料ガスが考えられる。冷却タンク内部ガス検知器３８ａによる燃料ガスの検知結果（例えば燃料ガスの濃度の情報）は、制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、冷却タンク内部ガス検知器３８ａでの検知結果に基づいて、燃料電池３１での燃料ガスの漏洩の有無を判断し、漏洩ありの場合には、例えば燃料電池３１での発電を停止させる制御を行うことができる。

（２－２．燃料ガス貯留部の構成）
燃料電池船ＳＨの燃料ガス貯留部４は、燃料タンク４１と、ガス充填配管４２と、タンク側遮断弁４３と、を有する。タンク側遮断弁４３は、周辺機器１１の一例である。

燃料タンク４１は、燃料電池３１に供給する燃料（例えば燃料ガス）を収容する。図３では、便宜上、燃料タンク４１を１つのみ図示しているが、燃料タンク４１の個数は特に限定されず、複数個であってもよい。

ガス充填配管４２は、燃料タンク４１に燃料（例えば燃料ガス）を補給する、または不活性ガスを充填するための配管（燃料充填配管）である。ガス充填配管４２の一端側は、燃料タンク４１に接続される。ガス充填配管４２の他端側は、２つに分岐しており、それぞれ燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４と接続される。燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４は、後述するダクト区画９０（特に上部ダクト区画８０）に設けられる。

上記の不活性ガスは、例えば窒素ガスである。例えば、ドック（船渠）内で燃料電池船ＳＨの点検または修理などのメンテナンスを行う際に、燃料タンク４１に燃料ガスが残っていると、何らかの原因で燃料ガスに引火したときに爆発が生じる危険性がある。そこで、燃料電池船ＳＨのメンテナンス時には、燃料タンク４１に不活性ガスを充填し、燃料タンク４１から燃料ガスを取り除く。これにより、上記爆発の危険性を回避することができる。

前述した燃料ガス供給配管３２において、燃料電池３１との接続側とは反対側は、燃料タンク４１に元弁４１ａを介して接続される。つまり、燃料タンク４１と燃料電池３１とは、燃料ガス供給配管３２を介して接続される。燃料タンク４１の元弁４１ａの開閉は、制御部１２ａによって制御される。

タンク側遮断弁４３は、燃料ガス供給配管３２の流路を開放または閉塞する遮断弁ＳＶの一例である。タンク側遮断弁４３の開閉は、制御部１２ａによって制御される。具体的には、タンク側遮断弁４３は、制御部１２ａの制御に基づき、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給と供給停止とを切り替える。タンク側遮断弁４３は、後述するタンク区画４０内で、燃料ガス供給配管３２に１つだけ設けられているが、２つ以上設けられてもよい。

燃料電池船ＳＨは、タンク区画４０をさらに備える。タンク区画４０は、燃料タンク４１を収容する収容体である。タンク区画４０は、燃料室１４に配置される。

タンク区画４０は、中空の形状を有する。例えば、タンク区画４０は、中空の略直方体形状を有する。この場合、タンク区画４０を構成する外壁は、例えば、天壁４０ａ、底壁４０ｂ、正面壁（不図示）、背面壁（不図示）、側壁４０ｃ、および側壁４０ｄを有する。ただし、タンク区画４０の天面、底面、正面、背面、および側面は、任意に定めることができる。また、タンク区画４０の形状は、少なくとも１つの燃料タンク４１を収容できる空間を有する限り、特に限定されない。タンク区画４０は、燃料タンク４１を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。タンク区画４０の外壁の素材は、例えばＦＲＰであるが、鉄板であってもよい。

タンク区画４０の側壁４０ｃには、タンク区画給気口４０ｅが開口して設けられている。タンク区画給気口４０ｅは、後述するタンク区画給気管４５と接続される。なお、タンク区画給気口４０ｅは、タンク区画４０において、側壁４０ｃ以外の外壁に設けられてもよい。

一方、タンク区画４０の天壁４０ａには、タンク区画排気口４０ｆが開口して設けられている。タンク区画排気口４０ｆは、ベント管１０と連通している。ベント管１０は、タンク区画４０の内部の空気を船外に導くための配管である。なお、タンク区画排気口４０ｆは、タンク区画４０において、天壁４０ａ以外の外壁に設けられてもよい。

タンク区画４０は、タンク区画給気口４０ｅおよびタンク区画排気口４０ｆを除いて密閉された空間を内部に有する。

なお、上記のベント管１０は、図１に示すように、船体１の前後方向の中央部よりも船尾側に位置するとともに、左右に２本設けられている。ベント管１０が２本設けられているのは、本実施形態の燃料電池船ＳＨが、上記した燃料電池区画３０およびタンク区画４０と、後述するダクト区画９０とを左右に２つずつ備えていることによる。すなわち、船体１の左側に位置するベント管１０は、船体１の左側に位置する燃料電池区画３０、タンク区画４０、およびダクト区画９０に対応して設けられている。また、船体１の右側に位置するベント管１０は、船体１の右側に位置する燃料電池区画３０、タンク区画４０、およびダクト区画９０に対応して設けられている。

タンク区画４０内には、前述した燃料ガス供給配管３２の一部と、タンク側遮断弁４３と、が収容される。また、タンク区画４０内には、さらに、タンク区画内部ガス検知器４４ａと、タンク区画内部火災検知器４４ｂと、が収容される。

タンク区画内部ガス検知器４４ａは、タンク区画４０の内部に配置される燃料ガス検知器である。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、タンク区画内部ガス検知器４４ａは、水素ガス検知センサで構成される。

タンク区画内部ガス検知器４４ａは、タンク区画４０の上部に位置する天壁４０ａにおいて、タンク区画排気口４０ｆに近い位置またはタンク区画排気口４０ｆの内部に配置される。タンク区画４０内で、燃料タンク４１から燃料ガスが万が一漏れた場合、漏れた燃料ガスは、タンク区画排気口４０ｆを通ってベント管１０に向かう。つまり、タンク区画排気口４０ｆは、タンク区画４０内で燃料ガスが漏れたときに、上記燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する。したがって、タンク区画排気口４０ｆに近い位置またはタンク区画排気口４０ｆの内部にタンク区画内部ガス検知器４４ａが配置されることにより、タンク区画４０内で燃料ガスがどの位置で漏れた場合でも、漏れた燃料ガスを、流路の最も下流側に位置するタンク区画内部ガス検知器４４ａで確実に検知することができる。

タンク区画内部ガス検知器４４ａがタンク区画４０内で燃料ガスを検知したとき、その検知信号は、タンク区画内部ガス検知器４４ａから制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、燃料ガス供給配管３２に設けられたタンク側遮断弁４３を制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。なお、タンク側遮断弁４３の開閉制御の詳細については後述する。

タンク区画内部火災検知器４４ｂは、タンク区画４０の内部に配置される火災検知器である。タンク区画内部火災検知器４４ｂは、例えば、煙を検知する煙センサ、熱を検知する熱センサ、炎を検知する炎センサのうち、１つ以上のセンサを含む。タンク区画内部火災検知器４４ｂは、熱電対式の火災検知器で構成されてもよい。

タンク区画内部火災検知器４４ｂは、タンク区画４０の上部に位置する天壁４０ａの内面に配置される。タンク区画内部火災検知器４４ｂは、タンク区画４０の内部で火災が万が一発生したときに、その火災を検知して、火災が発生したことを示す検知信号を制御部１２ａに出力する。この場合、制御部１２ａは、タンク側遮断弁４３を制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。これにより、タンク区画４０において、上記燃料ガスへの引火による爆発の危険性を極力低減することができる。

タンク区画４０には、タンク区画給気管４５が接続される。タンク区画給気管４５はタンク区画４０のタンク区画給気口４０ｅから甲板１ａまで延びており、甲板１ａの上面から露出する。

タンク区画給気管４５の甲板１ａ側の端部には、タンク区画給気装置４６と、タンク区画外部ガス検知器４７と、が配置される。タンク区画給気装置４６およびタンク区画外部ガス検知器４７は、甲板１ａの上部に位置する。

タンク区画給気装置４６は、例えば安価な非防爆型の給気ファンで構成されるが、防爆型の給気ファンで構成されてもよい。タンク区画給気装置４６の駆動は、制御部１２ａによって制御される。タンク区画給気装置４６には、１つ以上のフィルタ（不図示）が配置されてもよい。上記フィルタは、例えば、塵埃または海塩粒子を除去する。

タンク区画給気装置４６は、タンク区画４０の外部の空気を、タンク区画給気管４５およびタンク区画給気口４０ｅを介して、タンク区画４０の内部に供給する。タンク区画４０の内部の空気は、タンク区画排気口４０ｆを介してベント管１０に排出される。これにより、タンク区画４０の内部が換気される。その結果、タンク区画４０内で燃料タンク４１から燃料ガスが漏れた場合でも、その燃料ガスの滞留を抑制することができる。

タンク区画外部ガス検知器４７は、タンク区画４０の外部から内部に流入する可燃ガス（例えば船体１の周囲に漂う水素ガスなど）を検知する。タンク区画外部ガス検知器４７は、例えば水素ガスセンサなどの可燃ガスセンサである。タンク区画外部ガス検知器４７は、タンク区画給気装置４６に対してタンク区画給気管４５とは反対側、つまり、タンク区画４０の外部から内部に向かう空気の流れの上流側に配置される。なお、タンク区画外部ガス検知器４７は、水素ガス以外の可燃ガスを検知するガスセンサで構成されてもよい。

タンク区画外部ガス検知器４７は、例えば、可燃ガスの濃度を示す検知信号を制御部１２ａに出力する。これにより、制御部１２ａは、上記検知信号に基づいて、可燃ガスの濃度が規格値以上であるか否かを判断することができる。そして、制御部１２ａは、上記濃度が規格値以上である場合には、タンク側遮断弁４３を閉塞させ、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。なお、上記規格値は、実験および／または経験に基づいて定められればよい。

（２－３．ダクト区画について）
燃料電池船ＳＨは、下部ダクト区画７０および上部ダクト区画８０をさらに備える。ここでは、下部ダクト区画７０および上部ダクト区画８０をまとめて、ダクト区画９０とも呼ぶ。ダクト区画９０は、各種の配管を収容する収容体である。例えば、ダクト区画９０は、燃料ガス供給配管３２の一部を収容する。下部ダクト区画７０の内部と上部ダクト区画８０の内部とは、ダクト連通部９１を介して連通している。以下、下部ダクト区画７０および上部ダクト区画８０の詳細について説明する。

《２－３－１．下部ダクト区画》
下部ダクト区画７０は、甲板１ａの下方に配置される。具体的には、下部ダクト区画７０は、機関室１３に配置される。機関室１３内では、下部ダクト区画７０は、燃料電池区画３０よりも船尾側に位置する。つまり、下部ダクト区画７０は、甲板１ａの下方において、燃料電池区画３０とタンク区画４０との間に位置する。下部ダクト区画７０は、燃料ガス供給配管３２の一部を収容するとともに、ガス充填配管４２の一部を収容する。

ここで、下部ダクト区画７０が収容する「燃料ガス供給配管３２の一部」とは、燃料ガス供給配管３２のうち、燃料電池区画３０とタンク区画４０との間に位置する部分を指す。また、下部ダクト区画７０が収容する「ガス充填配管４２の一部」とは、ガス充填配管４２のうち、タンク区画４０と上部ダクト区画８０との間に位置する部分を指す。

下部ダクト区画７０の素材は、例えばＦＲＰであるが、鉄板であってもよい。下部ダクト区画７０は中空の形状を有する。例えば、下部ダクト区画７０は、中空の略直方体形状を有する。この場合、下部ダクト区画７０を構成する外壁は、例えば、天壁７０ａ、底壁７０ｂ、正面壁（不図示）、背面壁（不図示）、側壁７０ｃおよび側壁７０ｄを有する。ただし、下部ダクト区画７０の天面、底面、正面、背面および側面は、任意に定めることができる。また、下部ダクト区画７０の形状は、燃料ガス供給配管３２の一部等を収容できる空間を有する限り、特に限定されない。下部ダクト区画７０は、燃料ガス供給配管３２の一部等を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。

下部ダクト区画７０の側壁７０ｄには、下部ダクト区画給気口７０ｅが開口して設けられている。下部ダクト区画給気口７０ｅは、後述する下部ダクト区画給気管７４と接続される。なお、下部ダクト区画給気口７０ｅは、下部ダクト区画７０において、側壁７０ｄ以外の外壁に設けられてもよい。

一方、下部ダクト区画７０の天壁７０ａには、下部ダクト区画連通口７０ｆが開口して設けられている。下部ダクト区画連通口７０ｆは、上述したダクト連通部９１と連通している。なお、下部ダクト区画連通口７０ｆは、下部ダクト区画７０において、天壁７０ａ以外の外壁に設けられてもよい。

また、下部ダクト区画７０の側壁７０ｄには、電池区画連通口７０ｇが開口して設けられている。電池区画連通口７０ｇは、前述した燃料電池区画３０の電池区画排気口３０ｆと、連通管９２を介して接続される。これにより、燃料電池区画３０の内部の空気は、電池区画排気口３０ｆ、連通管９２および電池区画連通口７０ｇを介して下部ダクト区画７０内に流れる。なお、電池区画連通口７０ｇは、下部ダクト区画７０において、側壁７０ｄ以外の外壁に設けられてもよい。

連通管９２は、例えば内管と外管との二重管で構成される。内管は、例えば燃料ガス供給配管３２で構成される。外管は、内管の径方向外側に位置する。燃料電池区画３０の内部の気体は、電池区画排気口３０ｆから、連通管９２の内管と外管との間を通り、下部ダクト区画７０の電池区画連通口７０ｇに向かう。

下部ダクト区画７０は、下部ダクト区画給気口７０ｅ、下部ダクト区画連通口７０ｆおよび電池区画連通口７０ｇを除いて密閉された空間を内部に有する。

下部ダクト区画７０は、燃料ガス排出配管７１の一部を収容する。燃料ガス排出配管７１は、下部ダクト区画７０内に位置する燃料ガス供給配管３２から分岐して設けられる燃料排出配管である。例えば、燃料ガス排出配管７１は、２つの遮断弁ＳＶの間において、燃料ガス供給配管３２から分岐して設けられる。

より具体的には、燃料ガス排出配管７１は、タンク区画４０内のタンク側遮断弁４３と、燃料電池区画３０内の燃料電池側遮断弁３３との間において、燃料ガス供給配管３２から分岐して設けられる。燃料ガス排出配管７１は、下部ダクト区画７０の内部から、下部ダクト区画連通口７０ｆおよびダクト連通部９１を介して、上部ダクト区画８０の内部に延び、さらにベント管１０の内部に連通する。したがって、下部ダクト区画７０が収容する「燃料ガス排出配管７１の一部」とは、燃料ガス排出配管７１において、燃料ガス供給配管３２との分岐部と、上部ダクト区画８０との間に位置する部分を指す。

下部ダクト区画７０は、放出弁７２をさらに収容する。放出弁７２は、燃料ガス排出配管７１に設置されて、燃料ガス排出配管７１の流路を開放または閉塞する開閉弁である。放出弁７２は、周辺機器１１の一例である。放出弁７２の開閉は、制御部１１によって制御される。なお、放出弁７２は、上部ダクト区画８０に設置されていてもよい。

下部ダクト区画７０は、下部ダクト区画内部ガス検知器７３をさらに収容する。下部ダクト区画内部ガス検知器７３は、下部ダクト区画７０の内部に配置される燃料ガス検知器である。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、下部ダクト区画内部ガス検知器７３は、水素ガス検知センサで構成される。

下部ダクト区画内部ガス検知器７３は、下部ダクト区画７０の上部に位置する天壁７０ａにおいて、下部ダクト区画連通口７０ｆに近い位置、または下部ダクト区画連通口７０ｆの内部に配置される。下部ダクト区画７０内で、燃料ガス供給配管３２から燃料ガスが万が一漏れた場合、漏れた燃料ガスは、下部ダクト区画連通口７０ｆを通って上部ダクト区画８０に向かう。つまり、下部ダクト区画連通口７０ｆは、下部ダクト区画７０内で燃料ガスが漏れたときに、上記燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する。したがって、下部ダクト区画連通口７０ｆに近い位置または下部ダクト区画連通口７０ｆの内部に下部ダクト区画内部ガス検知器７３が配置されることにより、下部ダクト区画７０内で燃料ガスがどの位置で漏れた場合でも、漏れた燃料ガスを、流路の最も下流側に位置する下部ダクト区画内部ガス検知器７３で確実に検知することができる。

下部ダクト区画内部ガス検知器７３が下部ダクト７０内で燃料ガスを検知したとき、その検知信号は、下部ダクト区画内部ガス検知器７３から制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、上記検知信号に基づいて、燃料電池３１の発電を停止させる後述の制御を行うことができる。

なお、下部ダクト区画７０は、下部ダクト区画７０の内部での火災を検知する火災検知器をさらに収容してもよい。

下部ダクト区画７０には、下部ダクト区画給気管７４が接続される。下部ダクト区画給気管７４は、下部ダクト区画７０の下部ダクト区画給気口７０ｅから甲板１ａまで延びており、甲板１ａの上面から露出する。

下部ダクト区画給気管７４の甲板１ａ側の端部には、下部ダクト区画給気装置７５と、下部ダクト区画外部ガス検知器７６と、が配置される。下部ダクト区画給気装置７５および下部ダクト区画外部ガス検知器７６は、甲板１ａの上部に位置する。

下部ダクト区画給気装置７５は、例えば安価な非防爆型の給気ファンで構成されるが、防爆型の給気ファンで構成されてもよい。下部ダクト区画給気装置７５の駆動は、制御部１２ａによって制御される。下部ダクト区画給気装置７５には、１つ以上のフィルタ（不図示）が配置されてもよい。上記フィルタは、例えば、塵埃または海塩粒子を除去する。

下部ダクト区画給気装置７５は、下部ダクト区画７０（ダクト区画９０）の外部の空気を、下部ダクト区画給気管７４および下部ダクト区画給気口７０ｅを介して、下部ダクト区画７０の内部に供給する。下部ダクト区画７０の内部の空気は、下部ダクト区画連通口７０ｆを介して上部ダクト区画８０に排出される。これにより、下部ダクト区画７０の内部が換気される。その結果、下部ダクト区画７０内で燃料ガス供給配管３２から燃料ガスが漏れた場合でも、その燃料ガスの滞留を抑制することができる。

下部ダクト区画外部ガス検知器７６は、ダクト区画９０の外部から内部に流入する可燃ガス（例えば船体１の周囲に漂う水素ガスなど）を検知する。下部ダクト区画外部ガス検知器７６は、例えば水素ガスセンサなどの可燃ガスセンサである。下部ダクト区画外部ガス検知器７６は、下部ダクト区画給気装置７５に対して下部ダクト区画給気管７４とは反対側、つまり、ダクト区画９０の外部から内部に向かう空気の流れの上流側に配置される。なお、下部ダクト区画外部ガス検知器７６は、水素ガス以外の可燃ガスを検知するガスセンサで構成されてもよい。

下部ダクト区画外部ガス検知器７６は、例えば、可燃ガスの濃度を示す検知信号を制御部１２ａに出力する。これにより、制御部１２ａは、上記検知信号に基づいて、可燃ガスの濃度が規格値以上であるか否かを判断することができる。そして、制御部１２ａは、上記濃度が規格値以上である場合には、遮断弁ＳＶを制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。なお、上記規格値は、実験および／または経験に基づいて定められればよい。

《２－３－２．上部ダクト区画》
上部ダクト区画８０は、甲板１ａの上部に配置される。具体的には、上部ダクト区画８０は、甲板１ａ上で、下部ダクト区画７０からタンク区画４０にまたがって配置される。上部ダクト区画８０は、燃料ガス排出配管７１の一部を収容するとともに、ガス充填配管４２の一部を収容する。

ここで、上部ダクト区画８０が収容する「燃料ガス排出配管７１の一部」とは、燃料ガス排出配管７１のうち、下部ダクト区画７０から出てベント管１０に向かって延びた部分を指す。また、上部ダクト区画８０が収容する「ガス充填配管４２の一部」とは、ガス充填配管４２のうち、下部ダクト区画７０から出て、後述する燃料ガス充填口８２まで延びた部分を指す。

上部ダクト区画８０の素材は、例えばＦＲＰであるが、鉄板であってもよい。上部ダクト区画８０は中空の形状を有する。例えば、上部ダクト区画８０は、中空の略直方体形状を有する。この場合、上部ダクト区画８０を構成する外壁は、例えば、天壁８０ａ、底壁８０ｂ、正面壁（不図示）、背面壁（不図示）、側壁８０ｃおよび側壁８０ｄを有する。ただし、上部ダクト区画８０の天面、底面、正面、背面および側面は、任意に定めることができる。また、上部ダクト区画８０の形状は、燃料ガス排出配管７１の一部等を収容できる空間を有する限り、特に限定されない。上部ダクト区画８０は、燃料ガス排出配管７１の一部等を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。

なお、燃料ガス排出配管７１は、上述の通り、ベント管１０の内部に連通する。これにより、放出弁７２を開放したとき、燃料ガス排出配管７１の内部の気体（例えば燃料ガス）は、燃料ガス排出配管７１の端部７１ａからベント管１０の内部に流れ、ベント管１０から船外に放出される。ここで、燃料ガス排出配管７１の端部７１ａは、ベント管１０の内部で上向きに、つまり、ベント管１０の開放口側を向くように位置していることが望ましい。この場合、燃料ガス排出配管７１の端部７１ａから放出される気体の吐出方向は、上向きとなる。

例えば、燃料ガス排出配管７１の端部７１ａから燃料ガスを横向きに吐出すると、吐出された燃料ガスがベント管１０の内部の壁面に当たって下方に流れ、その結果、タンク区画４０内のタンク区画内部ガス検知器４４ａが誤作動する可能性がある。上記のように燃料ガス排出配管７１の端部７１ａを、ベント管１０の内部で上向きに位置させることにより、端部７１ａから吐出される燃料ガスに起因して、タンク区画内部ガス検知器４４ａが誤作動する虞を低減することができる。

上部ダクト区画８０の底壁８０ｂには、上部ダクト区画給気口８０ｅが開口して設けられている。上部ダクト区画給気口８０ｅは、ダクト連通部９１と連通する。したがって、上部ダクト区画８０は、上部ダクト区画給気口８０ｅ、ダクト連通部９１、および下部ダクト連通口７０ｆを介して下部ダクト区画７０と連通する。なお、上部ダクト区画給気口８０ｅは、上部ダクト区画８０において、底壁８０ｂ以外の外壁に設けられてもよい。

上部ダクト区画８０は、ベント管連通部８１を有する。ベント管連通部８１は、上部ダクト区画８０の内部とベント管１０とを連通する配管である。図３では、ベント管連通部８１は、水平方向から上方に屈曲した形状で図示されているが、ベント管連通部８１の形状は図３の形状には限定されない。なお、ベント管連通部８１が上方に屈曲している理由は、燃料ガス排出配管７１の端部７１ａが上方に屈曲している理由と同様であり、ベント管連通部８１から吐出される後述の燃料ガスに起因して、タンク区画内部ガス検知器４４ａが誤作動する虞を低減するためである。

ベント管１０は、タンク区画４０から上方に延び、上部ダクト区画８０の内部を通って位置する。より詳しくは、ベント管１０は、上部ダクト区画８０の底壁８０ｂを貫通してベント管１０の内部に入り、天壁８０ａを突き抜けて位置する。なお、天壁８０ａは、実際には図１に示すように傾斜しているが、図３では便宜的に水平な平面で示している。上記のベント管連通部８１は、上部ダクト区画８０内で、ベント管１０の側壁を貫通して設けられる。これにより、上部ダクト区画８０は、ベント管連通部８１を介してベント管１０と連通する。

したがって、上部ダクト区画８０の内部の空気は、ベント管連通部８１およびベント管１０を介して船外に排出される。これにより、上部ダクト区画８０の内部の換気を行うことができる。また、上部ダクト区画８０内で、燃料ガス排出配管７１から燃料ガスが漏れた場合でも、漏れた燃料ガスは、ベント管連通部８１およびベント管１０を介して船外に排出される。これにより、漏れた燃料ガスが上部ダクト区画８０内で滞留することを抑制することができる。

さらに、上部ダクト区画８０と下部ダクト区画７０とは、ダクト連通部９１を介して連通している。これにより、（１）下部ダクト区画給気管７４を介して下部ダクト７０の内部に取り込まれた空気、（２）下部ダクト７０内の燃料ガス供給配管３２から何らかの原因で漏れた燃料ガス、（３）燃料電池区画３０から連通管９２を介して下部ダクト区画７０に排出された空気または燃料ガスを、上部ダクト区画８０およびベント管１０を介して船外に放出することができる。これにより、下部ダクト区画７０の内部および燃料電池区画３０の内部での燃料ガスの滞留を抑制することができる。

上部ダクト区画８０には、燃料ガス充填口８２と、燃料ガス逆止弁８３と、が設けられる。燃料ガス充填口８２は、燃料タンク４１に燃料（例えば燃料ガス）を充填する際の入口となる燃料充填口であり、ガス充填配管４２と接続されている。

燃料ガス逆止弁８３は、ガス充填配管４２に設けられている。より詳しくは、燃料ガス逆止弁８３は、ガス充填配管４２と後述の不活性ガス配管８７との分岐部と、燃料ガス充填口８２との間に位置する。

燃料ガス充填口８２から燃料ガスが供給されると、上記燃料ガスは、燃料ガス逆止弁８３を介してガス充填配管４２を通り、タンク区画４０内の燃料タンク４１に供給される。これにより、燃料タンク４１に燃料ガスが充填され、貯留される。燃料ガス逆止弁８３は、燃料タンク４１側から燃料ガス充填口８２への燃料ガスの逆流を防止するために設けられている。

上部ダクト区画８０には、不活性ガス充填口８４と、開閉弁８５と、不活性ガス逆止弁８６と、不活性ガス配管８７と、がさらに設けられる。不活性ガス充填口８４は、燃料タンク４１に不活性ガスを充填する際の入口であり、不活性ガス配管８７と接続されている。不活性ガス配管８７は、上部ダクト区画８０内でガス充填配管４２から分岐して設けられる。開閉弁８５および不活性ガス逆止弁８６は、不活性ガス配管８７に設けられる。不活性ガス配管８７において、開閉弁８５は、不活性ガス充填口８４と不活性ガス逆止弁８６との間に位置する。

開閉弁８５は、不活性ガス配管８７の流路を開放または閉塞する。なお、不活性ガス配管８７に不活性ガス逆止弁８６が設けられる構成では、開閉弁８５の設置は省略されてもよい。

燃料ガス充填口８２に燃料ガスが供給されていない状態において、不活性ガス充填口８４に不活性ガスが供給され、開閉弁８５が不活性ガス配管８７の流路を開放すると、上記不活性ガスは、不活性ガス逆止弁８６を通り、不活性ガス配管８７およびガス充填配管４２を介して、タンク区画４０内の燃料タンク４１に供給される。更に、タンク側遮断弁４３が燃料ガス供給配管３２の流路を開放し、燃料電池側遮断弁３３が燃料ガス供給配管３２の流路を閉塞し、放出弁７２が燃料ガス排出配管７１の流路を開放することにより、燃料タンク４１内に残存する燃料ガスは、燃料ガス供給配管３２および燃料ガス排出配管７１を介してベント管１０に排出される。これにより、燃料タンク４１から燃料ガスを取り除くことができる（パージ処理）。なお、本処理において、元弁４１は適時開閉される。

なお、ガス充填配管４２から直接、燃料タンク４１とタンク側遮断弁４３との間の燃料ガス供給配管３２に繋がる配管が存在していてもよい（タンク方式）。この構成では、燃料タンク４１の不活性ガスのパージ処理の際に、タンク側遮断弁４３を閉塞した状態で燃料タンク４１内に不活性ガスを充填し、その後、不活性ガスを燃料タンク４１から放出することを容易にする目的でタンク側遮断弁４３を開放することが必要である。

なお、燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４は、上述の通り、上部ダクト区画８０に設けられる。ここで、燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４をそれぞれ、後述する燃料ガス充填口蓋部８２ａおよび不活性ガス充填口蓋部８４ａと一体的なものとして考えると、燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４は、上部ダクト区画８０の内外の境界面に位置すると言うことができる。したがって、「燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４が上部ダクト区画８０に設けられる」とは、燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４が上部ダクト区画８０の上記境界面に設けられる場合を含む。

また、上部ダクト区画８０内には、上部ダクト区画内部ガス検知器８８が収容される。上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、上部ダクト区画８０の内部に配置される燃料ガス検知器である。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、水素ガス検知センサで構成される。

上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、上部ダクト区画８０の上部に位置する天壁８０ａに配置される。燃料ガスとしての水素ガスは空気よりも軽く、上昇する。このため、上部ダクト区画８０内で燃料ガスが漏れた場合でも、漏れた燃料ガスを上部ダクト区画内部ガス検知器８８で確実に検知することができる。なお、上部ダクト区画８０内で漏れた燃料ガスをより確実に検知するために、上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、ベント管連通部８１に近い位置に配置されてもよい。

上部ダクト区画内部ガス検知器８８が上部ダクト区画８０内で燃料ガスを検知したとき、その検知信号は、上部ダクト区画内部ガス検知器８８から制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、上記検知信号に基づいて、燃料電池３１の発電を停止させる後述の制御を行うことができる。

なお、上部ダクト区画８０は、上部ダクト区画８０の内部での火災を検知する火災検知器をさらに収容してもよい。

（２－４．ベント管についての補足）
ベント管１０の内部において、ベント管連通部８１の排出口８１ａよりも下流側には、ベント管内部ガス検知器１０ａが設けられる。なお、上記の下流側とは、タンク区画４０の内部の空気がベント管１０の内部を流れて船外に排出されるときの空気の流れ方向の下流側を指す。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、ベント管内部ガス検知器１０ａは、拡散式または吸引式の水素ガス検知センサで構成される。ベント管内部ガス検知器１０ａの検知信号は、制御部１２ａに送られる。

例えば、制御部１２ａが放出弁７２を閉塞させる信号（閉止信号）を出力している状態で、タンク区画内部ガス検知器４４ａおよび上部ダクト区画内部ガス検知器８８が燃料ガスを検知していないにもかかわらず、ベント管内部ガス検知器１０ａが燃料ガスを検知した場合、放出弁７２が燃料ガス排出配管７１の流路を完全に閉塞していない、つまり、放出弁７２が故障していると判断することができる。この場合、制御部１２ａは、例えば外部に報知することにより、放出弁７２の点検、修理、交換、などをメンテナンス者に促すことができる。なお、外部への報知には、モニタ表示、警報音の出力、外部端末への情報発信などが含まれる。

〔３．危険部位のダクト区画への集約について〕
次に、上記した燃料電池船ＳＨにおいて、燃料ガスが通る危険部位をダクト区画９０に集約している点について、図１～図３のほか、図４および図５を参照しながら説明する。図４は、図１のＡ部を拡大して示す斜視図である。図５は、図１のＡ部を、燃料ガス充填口蓋部８２ａおよび不活性ガス充填口蓋部８４ａの図示を省略して示す斜視図である。

燃料ガス充填口蓋部８２ａは、図５に示す上側窓部８２ｂに対して回動可能に設けられている。上側窓部８２ｂの内側には、上部ダクト区画８０に設けられた燃料ガス充填口８２が位置する。燃料ガス充填口蓋部８２ａを回動させて、上側窓部８２ｂを開放することにより、燃料ガス充填口８２が外部に露出する。これにより、燃料ガス充填口８２を介して燃料タンク４１に燃料ガスを充填することが可能となる。一方、燃料ガス充填口蓋部８２ａを回動させて、上側窓部８２ｂを閉じることにより、燃料ガス充填口８２が隠される。このように燃料ガス充填口蓋部８２ａによって燃料ガス充填口８２が隠された状態で、燃料電池船ＳＨは航行する。

不活性ガス充填口蓋部８４ａは、図５に示す下側窓部８４ｂに対して回動可能に設けられている。下側窓部８２ｂの内側には、上部ダクト区画８０に設けられた不活性ガス充填口８４および開閉弁８５が位置する。不活性ガス充填口蓋部８４ａを回動させて、下側窓部８４ｂを開放することにより、不活性ガス充填口８４および開閉弁８５が外部に露出する。これにより、開閉弁８５を開き、不活性ガス充填口８４を介して燃料タンク４１に不活性ガスを充填することが可能となる。一方、燃料ガス充填口蓋部８４ａを回動させて、下側窓部８４ｂを閉じることにより、不活性ガス充填口８４および開閉弁８５が隠される。このように不活性ガス充填口蓋部８４ａによって不活性ガス充填口８４および開閉弁８５が隠された状態で、燃料電池船ＳＨは航行する。

上述したように、燃料電池船ＳＨは、燃料ガス供給配管３２（燃料供給配管）の一部を収容するダクト区画９０と、ダクト区画９０（特に上部ダクト区画８０）と（ベント管連通部８１を介して）連通するベント管１０と、燃料タンク４１に燃料を充填する際の入口となる燃料ガス充填口８２（燃料充填口）と、を備える。そして、図１、図３および図５に示すように、燃料ガス充填口８２は、ダクト区画９０（特に上部ダクト区画８０）に設けられる。

ダクト区画９０内において、燃料ガス供給配管３２から燃料ガスが万が一漏れたとき、漏れた燃料ガスは（ベント管連通部８１を介して）ベント管１０に向かい、ベント管１０を通ってダクト区画９０の外部（例えば船外）に排出される。また、燃料タンク４１に燃料ガスを充填する際に、燃料ガスは燃料ガス充填口８２を通って燃料タンク４１に充填される。したがって、ベント管１０および燃料ガス充填口８２は、燃料ガスが通る危険部位である。危険部位の周辺（例えば半径１．５ｍの範囲内）には、安全を確保する上で、各種の電気機器（例えば非防爆型の給気ファンである下部ダクト区画給気装置７５）を配置しないよう要求される場合がある。このため、ベント管１０および燃料ガス充填口８２が離れて設けられると、各種の電気機器を配置できない危険場所が広がることになる。

燃料ガス充填口８２が、ベント管１０と連通するダクト区画９０に設けられることにより、燃料ガスが通る危険部位（燃料ガス充填口８２およびベント管１０）がダクト区間９０に集約される。これにより、燃料ガス充填口８２およびベント管１０が離れて（例えば別々の区画に）設けられる構成に比べて、各種の電気機器を配置できない危険場所を狭めることができる（危険場所の範囲をコンパクトにすることができる）。その結果、各種の電気機器の配置の自由度を高めることができる。

また、燃料電池船ＳＨは、燃料ガス供給配管３２（燃料供給配管）から分岐して設けられる燃料ガス排出配管７１（燃料排出配管）を備えるとともに、燃料ガス充填口８２（燃料充填口）と燃料タンク４１とを接続するガス充填配管４２（燃料充填配管）を備える。そして、ダクト区画９０は、燃料ガス排出配管７１と、ガス充填配管４２と、を収容する（図３参照）。

燃料ガス排出配管７１およびガス充填配管４２も（燃料ガス充填口８２およびベント管１０と同様に）、燃料ガスが通る危険部位である。ダクト区画９０が、危険部位である燃料ガス排出配管７１およびガス充填配管４２をまとめて収容することにより、これらの配管が別々の場所に設けられる構成よりも、危険場所が狭くなる。したがって、上記と同様に、各種の電気機器の配置の自由度を高めることができる。

また、燃料電池船ＳＨは、燃料タンク４１に不活性ガスを充填する際の入口となる不活性ガス充填口８４を備えるとともに、不活性ガス充填口８４およびガス充填配管４２と接続される不活性ガス配管８７を備える。そして、ダクト区画９０は、不活性ガス配管８７をさらに収容する（図３参照）。

この構成では、燃料タンク４１にガスを供給する配管を、ダクト区画９０内でまとめてコンパクトな配置を実現することが可能となる。つまり、燃料タンク４１に燃料ガスを供給する上述のガス充填配管４２と、燃料タンク４１に不活性ガスを供給する不活性ガス配管８７とを、ダクト区画９０内でまとめてコンパクトな配置を実現することが可能となる。

また、燃料電池船ＳＨは、燃料電池３１が設置される燃料電池区画３０を備えるとともに、燃料電池区画３０とダクト区画９０（例えば下部ダクト区画７０）とを連通する連通管９２を備える（図３参照）。

この構成では、燃料電池区画３０からの排気を、連通管９２を介してダクト区画９０に排出し、ダクト区画９０からベント管１０を介して外部（例えば船外）に排出することができる。したがって、燃料電池区画３０に（他の区画とは独立した）専用のベント管を別途設ける構成に比べて、ベント管のトータルの本数を減らし、構成の簡素化を図ることができる。また、燃料電池区画３０内で燃料ガスが万が一漏れた場合でも、漏れた燃料ガスは連通管９２を介してダクト区画９０に導かれる。つまり、漏れた燃料ガスが通る部位がダクト区画９０に集約される。これにより、例えば燃料電池区画３０に専用のベント管を設ける構成に比べて危険場所が狭くなり、この点でも、各種の電気機器の配置の自由度を高めることができる。

また、燃料電池船ＳＨは、燃料タンク４１が設置されるタンク区画４０を備える。そして、ベント管１０は、ダクト区画９０（特に上部ダクト区画８０）およびタンク区画４０の両方と連通する（図３参照）。

この構成では、タンク区画４０からの排気を、ベント管１０を介して外部（例えば船外）に排出することができる。また、排気を行うベント管１０を、タンク区画４０とダクト区画９０とで共有するため、タンク区画４０およびダクト区画９０にベント管を別々に設ける構成に比べて、ベント管のトータルの本数を減らし、構成の簡素化を図ることができる。また、タンク区画４０およびダクト区画９０の少なくとも一方で燃料ガスが万が一漏れたとしても、漏れた燃料ガスは１つのベント管１０に集約されて外部に排出される。これにより、例えばタンク区画４０およびダクト区画９０に別々のベント管を設けて、燃料ガスを別々のベント管から排出する構成に比べて危険場所が狭くなり、この点でも、各種の電気機器の配置の自由度を高めることができる。

また、本実施形態では、ダクト区画９０の周囲に下部ダクト区画給気装置７５が配置される。下部ダクト区画給気装置７５は、ダクト区画９０の周囲に配置される電気機器ＥＭ（図３参照）の一例である。つまり、本実施形態の燃料電池船ＳＨは、ダクト区画９０の周囲に配置される電気機器ＥＭを備える。この場合、ダクト区画９０の周囲における、電気機器ＥＭの配置の自由度を高めることができる。

特に、電気機器ＥＭは、ダクト区画９０（下部ダクト区画７０）の内部に給気するダクト区画給気装置（下部ダクト区画給気装置７５）を含む。この場合、ダクト区画９０の周囲における、下部ダクト区画給気装置７５の配置の自由度を高めることができる。

〔４．ダクト区画内で燃料ガス漏れが生じたときの対策について〕
上記のように、ダクト区画９０には、燃料ガスが通る危険部位が集約される。このため、ダクト区画９０内での燃料ガス漏れが生じた場合に適切に対処すべく、ダクト区画９０の内部には、燃料の気体状態である燃料ガスを検知する燃料ガス検知器（上部ダクト区画内部ガス検知器８８、下部ダクト区画内部ガス検知器７３）が設置される。そして、制御部１２ａが、上記燃料ガス検知器から出力される検知信号に基づいて、燃料電池３１の発電を制御する。なお、ダクト区画９０内には、上部ダクト区画内部ガス検知器８８のみを設置してもよい。つまり、下部ダクト区画内部ガス検知器７３の設置を省略してもよい。下部ダクト区画７０で漏れた水素は、いずれは上部ダクト区画８０に流入して、上部ダクト区画内部ガス検知器８８で検知されるためである。

図６は、ダクト区画９０内での燃料ガスの検知に基づく処理の流れを示すフローチャートである。下部ダクト区画内部ガス検知器７３または上部ダクト区画内部ガス検知器８８により、下部ダクト区画７０内または上部ダクト区画８０内で燃料ガスの濃度が規格値以上であることが検知されるとともに、その検知信号が制御部１２ａに送られると（Ｓ１）、制御部１２ａは、燃料電池３１の駆動を停止させて、燃料電池３１の発電を停止させる（Ｓ２）。なお、上記規格値としては、例えば４０％ＬＥＬを考えることができるが、実験または経験に基づいて適宜定められればよい。

続いて、制御部１２ａは、燃料タンク４１の元弁４１ａを閉止させる（Ｓ３）。これにより、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給が停止される。なお、制御部１２ａは、元弁４１ａの閉止に加えて、燃料ガス供給配管３２に設けられた遮断弁ＳＶ（タンク側遮断弁４３、燃料電池側遮断弁３３）を閉塞させる制御を行ってもよい。

このように、燃料電池船ＳＨは、燃料電池３１の発電を制御する制御部１２ａを備える。制御部１２ａは、燃料ガスの濃度が予め定められた規格値以上であることを燃料ガス検知器（上部ダクト区画内部ガス検知器８８、下部ダクト区画内部ガス検知器７３）が検知したときに、燃料電池３１の発電を停止させる（Ｓ１、Ｓ２）。

ダクト区画９０内で規格値以上の燃料ガスの漏れが検知されたときに、燃料電池３１の発電を安全に停止させることができる。

特に、制御部１２ａは、燃料ガスの濃度が予め定められた規格値以上であることを燃料ガス検知器が検知したときに、燃料タンク４１の元弁４１ａを閉止させる（Ｓ３）。元弁４１ａの閉止により、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給が停止されるため、燃料電池３１の発電を確実に停止させることができる。

本実施形態では、燃料タンク４１から燃料電池３１に供給する燃料として、気体の燃料ガスを用いているが、上記燃料は気体に限定されず、液体であってもよい。液体燃料を用いた場合、配管から液体燃料が漏れると、漏れた液体燃料は気化して気体（燃料ガス）となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。

本発明は、例えば燃料電池船に利用可能である。

１ 船体
６ 推進装置
１０ ベント管
１２ａ 制御部
３０ 燃料電池区画
３１ 燃料電池
３２ 燃料ガス供給配管（燃料供給配管）
４０ タンク区画
４１ 燃料タンク
４１ａ 元弁
４２ ガス充填配管（燃料充填配管）
７０ 下部ダクト区画（ダクト区画）
７１ 燃料ガス排出配管
７３ 下部ダクト区画内部ガス検知器（燃料ガス検知器）
７５ 下部ダクト区画給気装置（ダクト区画給気装置）
８０ 上部ダクト区画（ダクト区画）
８２ 燃料ガス充填口（燃料充填口）
８４ 不活性ガス充填口
８７ 不活性ガス配管
８８ 上部ダクト区画内部ガス検知器（燃料ガス検知器）
９０ ダクト区画
９２ 連通管
ＥＭ 電気機器
ＳＨ 燃料電池船

Claims (9)

1. 燃料の電気化学反応により発電を行う燃料電池と、
   前記燃料電池から供給される電力によって、船体に推進力を発生させる推進装置と、を備える燃料電池船であって、
   前記燃料を収容する燃料タンクから、前記燃料電池に前記燃料を供給する燃料供給配管と、
   前記燃料供給配管の一部を収容するダクト区画と、
   前記ダクト区画と連通するベント管と、
   前記燃料タンクに前記燃料を充填する際の入口となる燃料充填口と、をさらに備え、
   前記燃料充填口は、前記ダクト区画に設けられる、燃料電池船。
2. 前記燃料供給配管から分岐して設けられる燃料排出配管と、
   前記燃料充填口と前記燃料タンクとを接続する燃料充填配管と、をさらに備え、
   前記ダクト区画は、前記燃料排出配管と、前記燃料充填配管と、を収容する、請求項１に記載の燃料電池船。
3. 前記燃料タンクに不活性ガスを充填する際の入口となる不活性ガス充填口と、
   前記不活性ガス充填口および前記燃料充填配管と接続される不活性ガス配管と、をさらに備え、
   前記ダクト区画は、前記不活性ガス配管をさらに収容する、請求項２に記載の燃料電池船。
4. 前記燃料電池が設置される燃料電池区画と、
   前記燃料電池区画と前記ダクト区画とを連通する連通管と、をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池船。
5. 前記燃料タンクが設置されるタンク区画をさらに備え、
   前記ベント管は、前記ダクト区画および前記タンク区画の両方と連通する、請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池船。
6. 前記ダクト区画の周囲に配置される電気機器をさらに備える、請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池船。
7. 前記電気機器は、前記ダクト区画の内部に給気するダクト区画給気装置を含む、請求項６に記載の燃料電池船。
8. 前記燃料電池の発電を制御する制御部をさらに備え、
   前記ダクト区画の内部には、前記燃料の気体状態である燃料ガスを検知する燃料ガス検知器が設置され、
   前記制御部は、前記燃料ガスの濃度が予め定められた規格値以上であることを前記燃料ガス検知器が検知したときに、前記燃料電池の発電を停止させる、請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池船。
9. 前記制御部は、前記燃料ガスの濃度が予め定められた規格値以上であることを前記燃料ガス検知器が検知したときに、前記燃料タンクの元弁を閉止させる、請求項８に記載の燃料電池船。

Images