JP3323604B2 - 給水素スタンド - Google Patents

給水素スタンド

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JP3323604B2 JP26846193A JP26846193A JP3323604B2 JP 3323604 B2 JP3323604 B2 JP 3323604B2 JP 26846193 A JP26846193 A JP 26846193A JP 26846193 A JP26846193 A JP 26846193A JP 3323604 B2 JP3323604 B2 JP 3323604B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水素を燃料として走行さ
れる自動車つまり水素エンジンを塔載した自動車に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】最近の自動車においては、排気ガスによ
る環境汚染を防止するため、また燃料の多様化のため、
水素を燃料として走行される自動車、つまり水素を燃料
として作動される水素エンジンを塔載した自動車が提案
されている(特開昭62−279264号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、水素自動車
を広く普及させる前提として、全国各地の多数箇所に、
水素自動車に対して水素を充填するための給水素設備を
装備した給水素スタンド、つまりガソリンスタンドに相
当するものを設置する必要がある。この給水素スタンド
を設置する際には、水素の特性からして、防爆という点
が極めて強く要求されることになり、この点において何
等かの対策が必要になる。
【0004】したがって、本発明の目的は、防爆という
点を十分高め得るようにした給水素スタンドを提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明はその構成として次のようにしてある。すな
わち、特許請求の範囲における請求項1に記載のよう
に、水素を燃料として走行される自動車に対して水素を
充填するための給水素設備が装備された給水素スタンド
であって、水素を貯留した水素貯留タンクが、第1貯留
タンクと第2貯留タンクとから構成され、前記第1貯留
タンクが、内部に水素吸蔵合金が充填されて該水素吸蔵
合金に水素を吸蔵させた状態で水素を貯留しており、前
記第2貯留タンクが、前記第1貯留タンクから放出され
た水素ガスを貯留しており、前記第2貯留タンクの最大
水素貯留量が、前記第1貯留タンクの最大水素貯留量よ
りも十分小さく設定されており、前記第2貯留タンク
に、自動車に対して水素ガスを供給する水素供給ノズル
が接続されている、ような構成としてある。このような
構成とすることにより、危険性の高い水素ガスは自動車
に供給するために当座必要な必要最少限の量として、防
爆上好ましいものとなる
【0006】前記構成を前提として、次のような各種の
構成を採択することができる。すなわち、特許請求の範
囲における請求項2に記載のように、第2貯溜タンクが
第1貯溜タンクよりも上方に位置されている、ように構
成することができる。これにより、水素ガスを極力低い
位置に存在させないようにする上で好ましいものとな
る。
【0007】特許請求の範囲における請求項3に記載の
ように、第1貯溜タンクと第2貯溜タンクとを収納した
収納室が、給水素空間としての停車スペースに対して上
下方向に伸びる隔壁によって画成され、前記収納室を覆
う屋根が、前記隔壁から離れるにしたがって徐々に高く
なるように傾斜して形成されている、ようにすることが
できる。これにより、貯溜タンクから収納室に漏れ出た
水素ガスが停車スペース側へ向けて移動するのを防止す
る上で好ましいものとなる。
【0008】特許請求の範囲における請求項4に記載の
ように、給水素空間としての停車スペースを覆う屋根の
上に、前記第1貯溜タンクおよび第2貯溜タンクが配設
されている、ようにすることができる。これにより、貯
溜タンクから漏れ出た水素ガスが停車スペース側に移動
するのを防止する上で好ましいものとなる。
【0009】特許請求の範囲における請求項5に記載の
ように、前記停車スペースを覆う屋根が傾斜するによう
に形成されており、前記第1貯溜タンクが、前記傾斜す
る屋根に沿って傾斜して配設され、前記第1貯溜タンク
には、前記屋根の傾斜の高い位置において水素吸蔵合金
の導入口が形成されると共に、該屋根の傾斜の低い位置
において水素吸蔵合金の取出し口が形成されている、よ
うにすることができる。これにより、傾斜を利用して水
素吸蔵合金を第1貯溜タンク内でスムーズに移動させる
ことができる。また、第1貯溜タンクへの水素吸蔵合金
の導入を高い位置で行うことにより、漏れ出た水素ガス
をすみやかに上方へ拡散させることができる。なお、水
素吸蔵合金の取出しは低い位置で行われるが、取り出さ
れるときの水素吸蔵合金は水素吸蔵量が減少しているの
で問題はない。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、大量の水素の貯留を水
素吸蔵合金に吸蔵させるという安定した状態で行ないつ
つ、危険性の高い水素ガスは自動車に供給するために当
座必要な必要最少限の量として、防爆上好ましいものと
なる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。図1において、給水素スタンドSは、水素
自動車1が複数台停車される余裕のある停車スペ−ス2
を有し、この停車スぺ−ス2の路面上方空間が給水素空
間となる。
【0012】停車スぺ−ス2に隣接して2つの収納室
3、4が形成され、停車スぺ−ス2と収納室3、4と
は、上下方向に伸びる隔壁5によって画成されている。
収納室3と4とは上下方向に画成されており、その水平
方向に伸びる隔壁が符号6で示される。下方に位置する
収納室3には、第1水素貯留タンク11が収納され、上
方に位置する収納室4には第2水素貯留タンク12が収
納されている。
【0013】第1水素貯留タンク11は、内部に水素吸
蔵合金が充填されて、この水素吸蔵合金に水素を吸蔵さ
せた状態で水素を貯留している。また、第2水素貯留タ
ンク12は、水素ガスを貯留するもので、第1貯留タン
ク11から放出される水素ガスを貯留するものとなって
いる。第2水素貯留タンク12は、容量的には大きなも
のとなっているが、これは安全上低圧状態で水素ガスを
貯留するためであり、第2水素貯留タンク12の最大水
素貯留量は、第1水素貯留タンク11の最大水素貯留量
に比して十分小さいものとなっている。より具体的に
は、第1水素貯留タンク11の最大水素貯留量は、50
〜100台分の水素自動車1に対する水素を貯留可能と
されているのに対して、第2水素貯留タンク12は、給
水素スタンドSに停車可能な台数つまり同時に給水素可
能な台数(例えば4台)分程度の水素を貯留できる程度
のものとされている。
【0014】第2水素貯留タンク12からは、停車スぺ
−ス2に向けて水素ガスの供給配管13が伸び、この供
給配管13に対して、流量計14、給水素ホ−ス15を
介して、給水素ノズル16が接続されている。給水素ノ
ズル16は、水素自動車1の燃料タンクに接続されるも
のである。なお、供給配管13には、営業開始時に開か
れ、閉店時に閉じられる開閉弁17が接続されている。
【0015】第1水素貯留タンク11と第2水素貯留タ
ンク12とは、制御弁18を介して接続されており、こ
の制御弁18は、第2水素貯留タンク12内の圧力が所
定圧力範囲となるように自動開閉されるものである。す
なわち、第2水素貯留タンク内の圧力が低下すると制御
弁18が開かれて、第1水素貯留タンク11から第2水
素貯留タンクへ水素ガスが補充され、第1水素貯留タン
ク12内の圧力が所定圧にまで高まると制御弁18は閉
じられる。
【0016】停車スぺ−ス2の脇には、保管ボックス2
1が配設されている。この保管ボックス21は、カ−ト
リッジ式の燃料タンク22を多数(例えば10〜20本
程度)収納しているもので、水素自動車1が、複数のカ
−トリッジ式燃料タンク22を交換可能に塔載している
場合に利用されるものである。すなわち、カ−トリッジ
式燃料タンク22を塔載した水素自動車1に給水素する
場合は、空のカ−トリッジ式燃料タンク22を取外し、
代りに、既に充填済みのカ−トリッジ式燃料タンク22
を水素自動車1に塔載することによって給水素が行なわ
れる。そして、作業の暇な時期に、空のカ−トリッジ式
燃料タンク22に対して、給水素ノズル16から水素が
充填されて、次の給水素に備えることになる。このカ−
トリッジ式燃料タンク22は、実施例では、内部に水素
吸蔵合金が充填されて、水素が水素吸蔵合金に吸蔵され
た状態で貯留されるものとなっている。
【0017】第1貯留タンク11は、水素を水素吸蔵合
金により安定して吸蔵させるための冷却状態と、第2水
素貯留タンク12に対して水素ガスを放出させるための
加温度状態とが切換えられる。また、保管ボックス21
(内のカ−トリッジ式燃料タンク22)が、冷却状態に
保持される。この冷却と加温のために、地下に、冷却ユ
ニット31と加温ユニット32とが配設されている。各
ユニット31と32とは水道水を伝熱媒体として利用し
ており、このため、水道水が、切換弁33を介して、各
ユニット31、32のいずれか一方に選択的に供給され
る。
【0018】冷却ユニット31で冷却された冷媒の供給
経路が符号35で示され、冷媒の戻り経路が符号36で
示され、供給経路35には供給ポンプ37が接続されて
いる。また、加温ユニット32で冷却された熱媒の供給
経路が符号38で示され、熱媒の戻り経路が符号39で
示され、供給経路38には供給ポンプ40が接続されて
いる。
【0019】第1水素貯留タンク11に対する冷媒ある
いは熱媒の伝熱媒体の供給経路が符号41で示され、戻
り経路が符号42で示される。また、保管ボックス21
に対する伝熱媒体(実施例では冷媒のみ)の供給経路が
符号43で示され、その戻り経路が符号44で示され
る。
【0020】前述した各経路35、36、38、39、
41〜44は、切換弁45を介してその接続関係が切換
えられる。すなわち、第1水素貯留タンク11について
は、制御弁18が開いて水素ガスを放出させるときは、
その各経路41、42が加温ユニット32の経路38、
39と接続されて、加温ユニット32からの熱媒が第1
水素貯留タンク11を流れた後再び加温ユニット32に
戻る経路が構成される。逆に、制御弁18が閉じて第1
水素貯留タンク11を冷却するときは、第1水素貯留タ
ンク11の経路41、42が冷却ユニット31の経路3
5、36と接続されて、冷却ユニット31からの冷媒が
第1水素貯留タンク11を流れた後再び冷却ユニット3
1に戻る経路が構成される。なお、実施例では、前述し
たように、保管ボックス21は、冷却ユニット31に対
してのみ接続されて、常時冷却されている状態とされ
る。
【0021】なお、第1水素貯留タンク11に充填され
ている水素吸蔵合金を、吸蔵温度の比較的高いもの、例
えば10〜20度C程度の吸蔵温度とされるものを用い
れば、別途冷却ユニット31を用いることなく、水道水
をそのまま利用して第1水素貯留タンク11の冷却を行
なうこともできる。
【0022】ここで、停車スぺ−ス2の上方は、屋根5
1により覆われている。この屋根51は、隔壁5の上端
から停車スぺ−ス2の方向に伸びているが、もっとも低
い位置となる隔壁5の上端から離れるにしたがって徐々
に高くなるように、全体的に傾斜して形成され、もっと
も高い位置となる部分はそのまま大気に開放されている
(大気開放部の設定)。これにより、屋根51の下面
は、隔壁5から離れるにしたがって徐々に高くなるよう
に傾斜されることになるが、屋根51の下面は、傾斜方
向に沿っては大きな凹凸を有しないように極力平担面と
して形成されている。これにより、万一、停車スぺ−ス
2において水素ガスが漏れ出たとき、極めて軽い水素ガ
スは、即座に上方へ移動して屋根51の下面に到達し、
その後、屋根51の下面に沿って高い位置へと移動し
て、大気に拡散、開放されることになる。
【0023】なお、屋根の傾斜を利用して水素ガスを大
気へ開放する場合、屋根を図1に示すような片流れ式の
屋根51とする場合に限らず、例えば屋根の中央部に大
気に開放された大気開放部を形成して、屋根の下面をこ
の大気開放部へ向けて徐々に高くなるように傾斜させた
形式として構成するようにしてもよい。この場合、大気
開放部を頂点とする山形形状として屋根(の下面)が形
成されるが、この大気開放部の数は、1つに限らず2つ
以上形成することもできる。この大気開放部から雨水の
侵入を防止する要請がある場合は、大気開放部の上方位
置に、少なくともその下面が所定位置から徐々に高くな
るように傾斜された覆い部材を別途配設すればよい。図
5には、上記大気開放部を2つ有する場合で、かつ上記
覆い部材を有する屋根の一例を示してあり、図中57が
屋根、58が大気開放部、59が覆い部材を示し、覆い
部材59は図示を略すステ−等を利用して屋根57に固
定、保持される。
【0024】前記各収納室3、4には、その高い位置に
おいて、それぞれ換気扇52あるいは53が設けられて
いる。収納室3の上壁は、隔壁6により構成されるが、
この隔壁6の高さ付近において換気扇52が設けられて
いる。また、収納室4は、その上壁が、隔壁5の上端か
ら前記屋根51とは反対側に伸びる屋根54により構成
されるが、換気扇53は、屋根54の高さ付近に配設さ
れる。そして、換気扇52、53は、停車スぺ−ス2と
は反対側の側壁55部分に位置されている。これによ
り、収納室3あるいは4に万一漏れ出た水素ガスは、換
気扇52、あるいは53により即座に大気に拡散される
ことになる。なお、換気扇52、53は、防爆上の観点
からブラシレスモ−タやエアモ−タで駆動される。
【0025】第1水素貯留タンク11の内部に配設され
た水素吸蔵合金および伝熱媒体の流れ経路の構造を示し
たのものが図2、図3であり、図2、図3に示す構造の
ものが、第1水素貯留タンク11内に配設される。この
図2、図3において、断熱性の優れた材質からなるケ−
ス61内に、2つの隔壁部材62、63が大きく間隔を
あけて配設されている。隔壁部材62と63との間に水
素吸蔵合金が収納される収納空間64が画成され、隔壁
部材62とケ−ス61との間に伝熱媒体の入口室65が
画成され、隔壁部材63とケ−ス61との間に伝熱媒体
の出口室66が画成される。
【0026】隔壁部材61と62を、収納室64を横断
する多数の伝熱管67が貫通しており、この伝熱管67
によって、伝熱媒体の入口室65と出口室66とが連通
されている。各伝熱管67には、収納室64内において
伝熱フィン68が形成されている。また、水素吸蔵合金
を収納した収納室64からは、、水素ガスの放出管69
がケ−ス61外へ向けて導出されている。なお、図3中
70は、水素吸蔵合金が放出管69へ流れ出るのを防止
するフィルタである。
【0027】図4は本発明の他の実施例を示すものであ
り、前記実施例と同一構成要素には同一符号を付してそ
の説明は省略する。本実施例では、停車スぺ−ス2の上
方を覆う屋根81(図1の51に相当)が、その一端か
ら他端へ向けて徐々に高くなるように傾斜されている
が、そのもっとも高い位置となる他端が、停車スぺ−ス
2を規制する上下方向に伸びる隔壁82の上端に連なっ
ている。そして、この屋根81と隔壁82とが交差する
部分に、停車スぺ−ス2内の空気を外部へ逃がすための
換気扇83が配設されている。
【0028】屋根81の上方には、自動車の走行路面8
4が構成されている。この走行路面84は、停車スぺ−
ス2付近の一般道路から登り坂を経て高い位置となるよ
うにして形成されて、屋根81の上方に位置すると共に
当該屋根81の傾斜に沿って傾斜された傾斜部分84a
と、傾斜部分84aの上端部分から略水平方向に伸びる
水平部分84bを有する、この水平部分84bは、水素
吸蔵合金を塔載した大型トラック85が停車できる十分
な長さを有する。また、水平部分84bの付近には、水
素ガスを貯留した第2水素貯留タンク92(図1の12
に相当)が配設されている。ただし、図4において、ト
ラック85と第2水素貯留タンク92とは、紙面直角方
向にかなりずれた位置関係となる。第2水素貯留タンク
92は、停車スぺ−ス2よりも高い位置にあり、かつ全
体的に大気に露出しているので、万一漏れ出た水素ガス
は即座に大気のはるか高い位置へと移動、拡散されるこ
とになる。
【0029】屋根81と傾斜部分84aとの間には、水
素吸蔵合金を充填された第1水素貯留タンク91(図1
の11に相当)が設けられている。この第1水素貯留タ
ンク91は、屋根81の傾斜に沿って傾斜しており、そ
の上端部に上記水平部分に開口可能な水素吸蔵合金の導
入口91aが形成され、その下端部に水素吸蔵合金の取
出し口91bが形成されている。勿論、常時はこの2つ
の口91a、91bは施蓋されている。
【0030】第1水素貯留タンク91内の水素吸蔵合金
は、その吸蔵水素量が大幅に減少すると、十分に水素を
吸蔵したあらたな水素吸蔵合金と交換される。この交換
の際は、先ず、図示を略すトラックに対して、取出し口
91bから第1水素貯留タンク91内の水素吸蔵合金が
排出される。この後、前記トラック85によって水素製
造工場等から運ばれてきた水素が十分充填済された水素
吸蔵合金が、導入口91bより第1水素貯留タンク91
内へ導入される。
【0031】なお、第1水素貯留タンク91内には、モ
−タ93により駆動される螺旋式コンベア94が配設さ
れて、水素吸蔵合金のスム−ズな排出、導入が行なえる
ようになっている。
【0032】以上実施例について説明したが、水素貯留
タンクを地下に埋設して、冷却装置によって埋設された
水素貯留タンクを冷却するようにしてもよい。この場
合、埋設された水素貯留タンク内に貯留される水素は、
水素ガスの状態でもよく、あるいは水素吸蔵合金に吸蔵
させた状態のいずれでもよい。また、水素貯留タンクを
停車スぺ−スよりも高い位置に設置するときは、水素貯
留タンクの周囲には点検等のための作業員以外は、不特
定多数の人間が容易に立ち入れないような状態とするの
が好ましく、このため、やぐら(タワ−)を形成して、
このやぐらの上に水素貯留タンクを設置するようにして
もよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す側面一部断面図。
【図2】水素吸蔵合金が充填される水素貯留タンクの内
部構造の一例を示すもので、図3のX2−X2線断面
図。
【図3】図2のX3−X3線断面図。
【図4】本発明の他の実施例を示す側面一部断面図。
【図5】傾斜された屋根の別の例を示す側面断面図。
【符号の説明】
1:水素自動車 2:停車スぺ−ス 3:第1水素貯留タンクの収納室 4:第2水素貯留タンクの収納室 5:隔壁 11:第1水素貯留タンク 12:第2水素貯留タンク 16:給水素ノズル 54:傾斜した屋根(収納室) 81:傾斜した屋根(停車スペース) 91:第1水素貯留タンク 91a:導入口 91b:取出し口 92:第2水素貯留タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊原 利憲 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 平林 繁文 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−231242(JP,A) 特開 昭63−50301(JP,A) 特開 昭63−125897(JP,A) 特開 昭51−1811(JP,A) 特開 昭49−56014(JP,A) 特開 平3−961(JP,A) 特開 平1−216062(JP,A) 特開 平5−223012(JP,A) 特開 平6−129255(JP,A) 特開 昭58−183853(JP,A) 特開 平5−10211(JP,A) 特開 昭62−279264(JP,A) 特開 平5−254353(JP,A) 特公 昭47−46806(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60S 5/02 B67D 5/04 F17C 11/00 F02M 21/02 B60K 15/00 - 15/10

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水素を燃料として走行される自動車に対し
    て水素を充填するための給水素設備が装備された給水素
    スタンドであって、 水素を貯留した水素貯留タンクが、第1貯留タンクと第
    2貯留タンクとから構成され、 前記第1貯留タンクが、内部に水素吸蔵合金が充填され
    て該水素吸蔵合金に水素を吸蔵させた状態で水素を貯留
    しており、 前記第2貯留タンクが、前記第1貯留タンクから放出さ
    れた水素ガスを貯留しており、 前記第2貯留タンクの最大水素貯留量が、前記第1貯留
    タンクの最大水素貯留量よりも十分小さく設定されてお
    り、 前記第2貯留タンクに、自動車に対して水素ガスを供給
    する水素供給ノズルが接続されている、 ことを特徴とする給水素スタンド。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記第2貯溜タンクが前記第1貯溜タンクよりも上方に
    位置されている、ことを特徴とする給水素スタンド。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2において、 前記第1貯溜タンクと第2貯溜タンクとを収納した収納
    室が、給水素空間としての停車スペースに対して上下方
    向に伸びる隔壁によって画成され、 前記収納室を覆う屋根が、前記隔壁から離れるにしたが
    って徐々に高くなるように傾斜して形成されている、 ことを特徴とする給水素スタンド。
  4. 【請求項4】請求項1または請求項2において、 給水素空間としての停車スペースを覆う屋根の上に、前
    記第1貯溜タンクおよび第2貯溜タンクが配設されてい
    る、ことを特徴とする給水素スタンド。
  5. 【請求項5】請求項4において、 前記停車スペースを覆う屋根が傾斜するにように形成さ
    れており、 前記第1貯溜タンクが、前記傾斜する屋根に沿って傾斜
    して配設され、 前記第1貯溜タンクには、前記屋根の傾斜の高い位置に
    おいて水素吸蔵合金の導入口が形成されると共に、該屋
    根の傾斜の低い位置において水素吸蔵合金の取出し口が
    形成されている、 ことを特徴とする給水素スタンド。
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