JP6834504B2

JP6834504B2 - 水素ステーション

Info

Publication number: JP6834504B2
Application number: JP2017004397A
Authority: JP
Inventors: 真里子奥田; 修笠原
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2037-01-13
Also published as: JP2018112291A

Description

本発明は、水素ガスを車両に供給する水素供給エリアを備えた水素ステーションに関する。

近年、地球温暖化を招くＣＯ２や、大気汚染の原因となるＣＯ、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の有害物質を排出しない燃料電池車両が普及しつつある。この燃料電池車両に、燃料である水素を供給する水素ステーションが検討されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の給水素スタンドは、燃料タンクに水素を供給する水素供給ホースと、水素吸蔵合金を冷却するための冷却液供給装置とを備えている。
また、非特許文献１に記載の水素ステーションでは、自動車等に燃料（水素）を供給するディスペンサと、このディスペンサの上方を覆うキャノピーとが配置された水素供給エリアを備えている。更に、この非特許文献１に記載の水素ステーションでは、水素供給エリアの側部にショールーム等の建物が配置されている。

特開平０７−１０８９０９号公報

ARCHITORIUM-OBAYASHI DESIGN PROJECTS 大林組建築設計プロジェクト、「イワタニ水素ステーション芝公園」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２８年１２月８日検索］、インターネット〈URL：http://www.obayashi.co.jp/design/#!/featured/hydrogen>

しかしながら、通常、水素ステーションでは、燃料を供給するディスペンサが設置された水素供給エリアの側方に、所定の距離を隔てて居住エリアを配置している。また、ディスペンサの上方には、従来のガソリンスタンドと同様に、キャノピーが配置されている。従って、水素供給エリアと居住エリアとを距離を置いて配置するため、敷地面積が大きくなり、土地の有効活用が難しかった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされ、その目的は、周囲の空間を有効活用することができる水素ステーションを提供することにある。

・上記課題を解決するための水素ステーションは、水素ガスを貯蔵する貯蔵タンクが配置された貯蔵エリアと、前記貯蔵タンクから水素ガスを車両に供給する水素供給エリアと、水素供給エリアに隣接された居住エリアとの境界に立設された境界部材とを備え、前記境界部材を、前記境界から前記水素供給エリアの上方を覆うように配置する。これにより、境界部材を、水素供給エリアの庇として利用することができる。また、水素供給エリアの上方空間も、居住エリアとして有効活用することができる。

・上記水素ステーションにおいて、前記居住エリアを構成する建物の側壁を用いて、前記境界部材を構成することが好ましい。これにより、境界部材を建物の一部に用いることができるので、境界部材を有効活用することができる。

・上記水素ステーションにおいて、前記貯蔵エリアを前記水素供給エリアの下方の領域に配置し、前記貯蔵エリアの換気設備を、前記境界部材内に設けることが好ましい。これにより、貯蔵エリアにおける換気を、境界部材を活用して行なうことができる。

・上記水素ステーションにおいて、前記境界部材は、前記貯蔵エリアに連通する中空を有する排気経路部を備え、前記排気経路部は、前記境界部材の上端部まで延在していることが好ましい。これにより、水素貯蔵エリアで水素の漏洩が生じた場合にも、境界部材の上端部から、水素を希薄化して排気することができる。

・上記水素ステーションにおいて、前記境界部材は、前記貯蔵エリアに連通する中空を有する給気経路部を備えることが好ましい。これにより、給気用設備を境界部材で構成することができる。

本発明によれば、周囲の空間を有効活用することができる。

実施形態における水素ステーションの概略構成を説明する模式断面図。実施形態における水素ステーションの構成を説明する断面図。実施形態における水素ステーションの境界部材の構成を説明する斜視図。変更例における境界部材の構成を説明する説明図であって、（ａ）が曲面形状の中空を有する境界部材、（ｂ）は階段形状の中空を有する境界部材を示す。

以下、図１〜図３を用いて、本発明を具体化した一実施形態を説明する。
図１の模式図に示すように、本実施形態の水素ステーション１０は、地上に、水素供給エリアＨＡ１を備える。この水素供給エリアＨＡ１は、居住エリアＲＡ１に隣接して配置される。水素供給エリアＨＡ１と居住エリアＲＡ１との境界には、境界部材２０が配置される。境界部材２０は、水素供給エリアＨＡ１が配置された領域の境界（地上における端部）から、水素供給エリアＨＡ１の上方を覆うように延在して立設されている。更に、水素供給エリアＨＡ１の地下には、水素貯蔵エリアＨＡ２が配置されている。この水素貯蔵エリアＨＡ２における給排気は、後述するように、境界部材２０内を用いて行なわれる。

次に、図２及び図３を用いて、本実施形態の水素ステーション１０について詳述する。
水素供給エリアＨＡ１には、燃料電池車Ｃ１に水素を供給するためのディスペンサ３０が地面に配置されている。

居住エリアＲＡ１は、複数階（例えば、４階）の建物４０によって構成されている。この建物４０においては、境界部材２０を壁の一部として用いている。
水素貯蔵エリアＨＡ２は、水素供給エリアＨＡ１の地下に配置された地下室５０によって構成されている。地下室５０には、水素を貯蔵する貯蔵タンク５１と、水素検知センサ（図示せず）とが配置されている。

貯蔵タンク５１は、圧縮機、蓄圧器ユニット、冷却機を介してディスペンサ３０に接続されている。
水素検知センサは、地下室５０における水素濃度を検出し、水素の漏洩を検知する。

境界部材２０は、排気経路部２１と給気経路部２２とを備えている。排気経路部２１は、地上から、建物４０（境界部材２０）の上端部まで延在しており、排気経路部２１の上端部には開口部Ｕ１が設けられている。給気経路部２２は、排気経路部２１よりも水素供給エリアＨＡ１側に配置されている。この給気経路部２２は、地上から、建物４０の高さの途中位置まで延在しており、給気経路部２２の上端部には開口部Ｕ２が設けられている。この開口部Ｕ２には、給気ファン（図示せず）が設けられている。この給気ファンは、水素検知センサによる水素の漏洩を検知した場合、地下室５０を強制排気する。

図３は、排気経路部２１及び給気経路部２２の斜視図である。排気経路部２１及び給気経路部２２の断面が矩形状からなる環状形状の部材によって構成されている。給気経路部２２と、排気経路部２１とは一体となって境界部材２０を構成する。この場合、排気経路部２１と給気経路部２２とを、水素供給エリアＨＡ１から境界部材２０を見て、前後に平行に並ぶような位置に配置する。

排気経路部２１の中空Ｓ１には、地下室５０に連通する開口Ｓ１ａが設けられている。また、給気経路部２２の中空Ｓ２には、地下室５０に連通する開口Ｓ２ａが設けられている。そして、開口Ｓ１ａ及び開口Ｓ２ａは、水素供給エリアＨＡ１から境界部材２０を見て、左右に所定の距離を離した位置に設けられている。

また、図２に示すように、排気経路部２１の中空Ｓ１は、開口Ｓ１ａ及び排気管５５を介して、地下室５０の側壁の上部に設けた排気口５５ａに接続されている。
給気経路部２２の中空Ｓ２は、開口Ｓ２ａ、縦給気管（図示せず）、地下室５０の下方の給気スペース５６を介して、地下室５０の底面に設けた給気口５６ａに接続されている。

この配置によって、排気経路部２１と地下室５０との連通路（開口Ｓ１ａ、排気管５５、排気口５５ａ）と、給気経路部２２と地下室５０との連通路（開口Ｓ２ａ、縦給気管、給気スペース５６、給気口５６ａ）とが、干渉せずに配置される構成になっている。

一方、境界部材２０の排気経路部２１は、高さ方向に３つの部材（下部経路部２１ａ、中央経路部２１ｂ、上部経路部２１ｃ）が連接されている。これら各経路部（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）は、水平面に対して立設する角度が異なり、それぞれ鈍角を成すように接続されている。また、各経路部（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）は、下方になるに従って、水平面と成す角度が大きく（鉛直に近く）なるように配置されている。本実施形態は、下部経路部２１ａ、中央経路部２１ｂ、上部経路部２１ｃは、水平面に対して、それぞれ、約７５度、約３５度、約２０度を成すように立設されている。

また、排気経路部２１の下部経路部２１ａは、給気経路部２２とともに、約８ｍ（２階分）の高さまで延在して配置されている。排気経路部２１の中央経路部２１ｂ、上部経路部２１ｃは、高さが、それぞれ約４ｍ（１階分）、約５ｍとなる長さで延在している。これにより、高さがある大型車両の燃料電池車を、水素供給エリアＨＡ１で停止させることができる。

次に、以上のように構成された水素ステーション１０の作用について説明する。
図１及び図２に示すように、地下室５０には、給気経路部２２の開口部Ｕ２、中空Ｓ２、開口Ｓ２ａ、縦給気管、給気スペース５６、給気口５６ａを介して、気体の密度差による通風力や、給気経路部２２の開口部Ｕ２に配置された給気ファンにより、空気が取り込まれる。地下室５０内の気体は、排気口５５ａ、排気管５５及び開口Ｓ１ａを介して下部経路部２１ａの中空Ｓ１に排気される。そして、この気体は、下部経路部２１ａの中空Ｓ１から中央経路部２１ｂの中空Ｓ１、上部経路部２１ｃの中空Ｓ１及び開口部Ｕ１を介して、水素供給エリアＨＡ１の上方に排気される。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の水素ステーション１０は、水素貯蔵エリアＨＡ２と、水素供給エリアＨＡ１と、水素供給エリアＨＡ１に隣接された居住エリアＲＡ１との境界に立設された境界部材２０とを備える。この境界部材２０を、水素供給エリアＨＡ１の側方から上方を覆うように配置する。これにより、境界部材２０を、水素供給エリアＨＡ１の庇として有効活用することができる。また、水素供給エリアＨＡ１の上方空間も、居住エリアＲＡ１として有効活用することができる。

（２）本実施形態においては、境界部材２０を、居住エリアＲＡ１を区画する建物４０を構成する壁の一部で構成する。これにより、境界部材２０を、居住エリアＲＡ１の構成部材として用いるとともに、居住エリアＲＡ１と水素供給エリアＨＡ１とを近づけることができる。

（３）本実施形態においては、水素貯蔵エリアＨＡ２を水素供給エリアＨＡ１の下方の領域に配置し、水素貯蔵エリアＨＡ２の換気を、境界部材２０内に設けた中空Ｓ１，Ｓ２を用いて行なう。これにより、境界部材２０を用いて、水素貯蔵エリアＨＡ２の換気を行なうことができる。

（４）本実施形態においては、境界部材２０は、水素貯蔵エリアＨＡ２からの排気を行なう排気用の中空Ｓ１を有し、この排気用の中空Ｓ１は、境界部材２０の上端部まで延在している。これにより、水素貯蔵エリアＨＡ２で水素の漏洩が生じた場合にも、建物４０の上端部より、希薄化しながら水素を排気することができる。

（５）本実施形態においては、境界部材２０は、水素貯蔵エリアＨＡ２への給気を行なう給気用の中空Ｓ２を区画する給気経路部２２と、水素貯蔵エリアＨＡ２からの排気を行なう排気用の中空Ｓ１を区画する排気経路部２１とを一体的に形成することにより構成されている。これにより、給気用設備と排気用設備とを、１つの部材（境界部材２０）で構成することができる。

（６）本実施形態においては、排気経路部２１は、地下室５０の側壁の上部に設けた排気口５５ａに接続されており、給気経路部２２は、地下室５０の底面に設けた給気口５６ａに接続されている。これにより、地下室５０内において、給気経路部２２の給気口５６ａを、排気口５５ａと離れた位置に設けたので、効率的に、給気経路部２２から取り込まれた空気を地下室５０に供給して、排気経路部２１から排気することができる。

（７）本実施形態においては、境界部材２０の排気経路部２１は、下方になるに従って、水平面と成す角度が大きくなるように配置されている。これにより、水素供給エリアＨＡ１において面積と高さとを確保することができる。
（８）本実施形態においては、境界部材２０の給気経路部２２の開口部Ｕ２に給気ファンを設けるので、地下室５０の強制排気するファンの水素防爆仕様を回避することができる。

また、上記実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
・上記実施形態においては、境界部材２０の排気経路部２１を、上方になるに従って、水平面に対する角度が小さくなる形状で構成した。境界部材２０の排気経路部２１の形状は、これに限定されない。

例えば、図４（ａ）に示すように、垂直断面が円弧形状の中空Ｓ３を有する曲面形状の排気経路部を備えた境界部材７０としてもよい。この場合、垂直断面が曲率の異なる円弧形状の中空が形成された部材を連接した境界部材としてもよい。
更に、図４（ｂ）に示すように、垂直断面が、水平部と垂直部とを交互に組み合わせた階段形状の中空Ｓ４を有する排気経路部を備えた境界部材８０としてもよい。

・上記実施形態においては、境界部材２０は、排気経路部２１と給気経路部２２とを、水素供給エリアＨＡ１から境界部材２０を見て、前後に平行に並ぶような位置に配置する。境界部材２０における排気経路部２１と給気経路部２２との配置は、これに限られず、水素供給エリアＨＡ１から境界部材２０を見て左右に排気経路部２１と給気経路部２２とを並べた配置の構成としてもよい。また、境界部材２０は、排気経路部２１のみを備えた構造としてもよいし、中空を有しない建物４０の壁として構成してもよい。なお、前者の場合には、給気経路部２２の開口を、境界部材２０とは別に、居住エリアＲＡ１と反対側の水素供給エリアＨＡ１の地面に設けるようにしてもよい。

・上記実施形態においては、水素貯蔵エリアＨＡ２を地下室５０によって構成した。水素貯蔵エリアＨＡ２は、水素供給エリアＨＡ１の下方の領域であれば、地下に設けなくてもよい。例えば、水素供給エリアＨＡ１が２階以上に設置される場合には、水素貯蔵エリアＨＡ２を地上階等に設置してもよい。

Ｃ１…燃料電池車、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…中空、ＨＡ１…水素供給エリア、ＨＡ２…水素貯蔵エリア、ＲＡ１…居住エリア、Ｓ１ａ，Ｓ２ａ…開口、Ｕ１，Ｕ２…開口部、１０…水素ステーション、２０，７０，８０…境界部材、２１…排気経路部、２１ａ…下部経路部、２１ｂ…中央経路部、２１ｃ…上部経路部、２２…給気経路部、３０…ディスペンサ、４０…建物、５０…地下室、５１…貯蔵タンク、５５…排気管、５５ａ…排気口、５６…給気スペース、５６ａ…給気口。

Claims

水素ガスを貯蔵する貯蔵タンクが配置された貯蔵エリアと、
前記貯蔵タンクから水素ガスを車両に供給する水素供給エリアと、
水素供給エリアに隣接された居住エリアとの境界に立設された境界部材とを備え、
前記貯蔵エリアを前記水素供給エリアの下方の領域に配置し、
前記境界部材を、前記居住エリアを構成する建物の側壁を用いて構成し、前記境界から前記水素供給エリアの上方を覆うように配置し、
前記境界部材内には、前記貯蔵エリアに連通する中空を有する給気経路部を備えた前記貯蔵エリアの換気設備を設けたことを特徴とする水素ステーション。
前記境界部材は、前記貯蔵エリアに連通する中空を有する排気経路部を備え、
前記排気経路部は、前記境界部材の上端部まで延在していることを特徴とする請求項１に記載の水素ステーション。