JP7083660B2 - 可燃性ガス供給ユニット及び水素ステーション - Google Patents

Description

本発明は、可燃性ガス供給ユニット及び水素ステーションに関する。

従来、特許文献１及び２に開示されるように、燃料である水素ガスを燃料電池車に補給するための施設である水素ステーションについて知られている。この水素ステーションにおいては、水素ガスを高圧状態に圧縮する圧縮機を有し、圧縮された水素ガスをディスペンサ又は蓄圧器に供給する水素ガス供給ユニットと、この水素ガス供給ユニット又は蓄圧器から供給された高圧の水素ガスを燃料電池車に補給するためのノズルを備えたディスペンサと、が敷地内にそれぞれ設置される。ここで、水素ステーションにおいては、可燃性ガスである水素ガスが取り扱われるため、水素ガスの爆発に対する安全対策について様々な検討が行われている。

特許文献１においては、水素ステーションの地面に対して垂直な防護壁を設けることにより、水素ガスの爆発による衝撃を低減する対策がなされている。また特許文献２においては、支持台と、この支持台の上面に設置された圧縮機、蓄圧器及び冷凍機と、を備えた水素ガス充填装置について記載されている。この水素ガス充填装置においては、冷凍機が筐体内に収容されると共に、圧縮機及び蓄圧器と冷凍機との間に障壁が設けられることにより、水素ガスの爆発による影響が冷凍機に及ぶのが抑止されている。

特開２００６－２２５０６号公報 特開２０１３－２４２８７号公報

特許文献１においては、水素ガスの爆発による衝撃を防護壁によって低減することができる一方、この防護壁の建設に要するコストが高いという問題がある。また特許文献２の水素ガス充填装置においては、障壁によって水素ガスの爆発による影響が冷凍機に及ぶのが抑止される一方、圧縮機及び蓄圧器が装置の外に対してオープンな状態となっている。このため、水素ガスの爆発による衝撃が装置の外まで及ぶことになり、十分な障壁構造であるとは言えない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで優れた障壁構造が得られる可燃性ガス供給ユニット及びこれを備えた水素ステーションを提供することである。

本発明の一局面に係る可燃性ガス供給ユニットは、燃料である可燃性ガスの補給を行う施設の敷地内に設置されるものである。この可燃性ガス供給ユニットは、圧縮された前記可燃性ガスを取り扱う高圧ガス設備と、前記高圧ガス設備が収容される高圧ガス取り扱いエリアが設けられる筐体と、を備えている。前記筐体は、前記高圧ガス取り扱いエリアを構成する複数の側板を含む。前記筐体において、前記複数の側板のうち前記敷地内と前記敷地外との境界側に位置する側板は、前記可燃性ガスの爆発による衝撃に耐える障壁部材により構成されていると共に前記複数の側板のうちの他の側板よりも厚さが大きい。

この可燃性ガス供給ユニットにおいては、可燃性ガスを取り扱う高圧ガス設備が、筐体内に収容されているため、可燃性ガスの爆発による衝撃が筐体の外へ及ぶのを抑制することができる。また筐体において、高圧ガス取り扱いエリアを構成する複数の側板のうち敷地の境界側に位置する側板は、障壁部材によって構成されていると共に前記複数の側板のうちの他の側板よりも厚さが大きい。このため、可燃性ガス供給ユニットが敷地境界の近くに設置された場合でも、可燃性ガスの爆発による衝撃が敷地の外へ及ぶのを障壁部材によって抑制することができる。したがって、優れた障壁構造が得られる。しかも、筐体の一部を障壁部材として利用することにより、従来のように障壁を敷地の地面に別途建設する場合に比べて、大幅なコスト削減を図ることができる。

上記可燃性ガス供給ユニットは、圧縮された前記可燃性ガスの冷却に用いられる冷凍機と、前記筐体内の空間を仕切ると共に、前記可燃性ガスの爆発による衝撃に耐える障壁部材により構成された仕切り板と、をさらに備えていてもよい。前記筐体内には、前記冷凍機が収容されるエリアであって、前記仕切り板により前記高圧ガス取り扱いエリアに対して隔離された冷凍機エリアが設けられていてもよい。

この構成によれば、高圧ガス取り扱いエリア内における可燃性ガスの爆発による衝撃が冷凍機に及ぶのを仕切り板によって防ぐことができる。これにより、冷凍機を保護することができる。

上記可燃性ガス供給ユニットは、前記可燃性ガス供給ユニットの動作を制御する制御部をさらに備えていてもよい。前記筐体内には、前記制御部が収容されると共に前記冷凍機エリアの上側又は下側に位置するエリアであって、前記仕切り板により前記高圧ガス取り扱いエリアに対して隔離された制御エリアが設けられていてもよい。

この構成によれば、高圧ガス取り扱いエリア内における可燃性ガスの爆発による衝撃が制御部に及ぶのを仕切り板によって防ぐことにより、制御部を保護することができる。また１枚の仕切り板によって冷凍機及び制御部の両方を保護することができるため、仕切り板の設置数を減らすことができる。

上記可燃性ガス供給ユニットにおいて、前記筐体において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板には、前記筐体内への入口が設けられていてもよい。上記可燃性ガス供給ユニットは、前記入口を開閉する扉と、前記可燃性ガスの爆発による衝撃によって前記筐体の内側から前記扉に加わる力に対して前記扉を止めるためのストッパーと、をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、高圧ガス取り扱いエリア内において可燃性ガスの爆発が起こり、扉に対して筐体の内側から強い衝撃が加わった場合でも、それによって扉が吹き飛ばされるのを防ぐことができる。

上記可燃性ガス供給ユニットにおいて、前記ストッパーの厚さは、前記筐体において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板の厚さ以上であってもよい。

この構成によれば、可燃性ガスの爆発時の衝撃によって扉が吹き飛ばされるのをより確実に防ぐことができる。

上記可燃性ガス供給ユニットにおいて、前記扉は、前記筐体において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板に対して前記筐体の内側に向かって回動する内開き構造を有していてもよい。前記ストッパーは、前記扉と重なるように前記筐体の外側に配置される部材であってもよい。

この構成によれば、筐体の外側に配置される部材によりストッパーが構成されるため、当該部材の厚さなどにより、扉が吹き飛ばされるのを確実に防ぐことができるよう設計可能である。

上記可燃性ガス供給ユニットにおいて、前記扉は、前記筐体の内側において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板に沿ってスライドする引き戸構造を有していてもよい。前記筐体において前記入口を構成する部位が前記ストッパーとして機能してもよい。

この構成によれば、筐体の一部をストッパーとして利用することで、ストッパー構造をより簡易化することができる。

上記可燃性ガス供給ユニットにおいて、前記筐体は、前記敷地内と前記敷地外との境界側に位置し且つ前記高圧ガス取り扱いエリアを構成する側板のみが前記障壁部材により構成されていてもよい。

この構成によれば、優れた障壁構造を維持すると共に、筐体の全体が障壁部材により構成される場合に比べて、筐体の製造コストを削減することができる。また筐体の設計も簡易化することができる。

上記可燃性ガス供給ユニットにおいて、前記筐体は、前記高圧ガス設備が載置される台板と、前記台板に立設される柱と、前記台板に対向するように前記柱に取り付けられる天板と、を有していてもよい。前記筐体において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板は、前記台板、前記柱及び前記天板の少なくともいずれかに対してベタ溶接により固定されていてもよい。

この構成によれば、筐体において障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板を、台板、柱又は天板などに対して強固に固定することができる。したがって、高圧ガス取り扱いエリア内における可燃性ガスの爆発によって当該障壁部材が吹き飛ばされるのを防ぐことができる。

本発明の他の局面に係る水素ステーションは、前記可燃性ガスである水素ガスを蓄圧器又はディスペンサに供給する上記可燃性ガス供給ユニットと、前記蓄圧器又は前記可燃性ガス供給ユニットから供給された水素ガスを燃料電池車に補給するための前記ディスペンサと、を備えている。

この水素ステーションは、上記本発明の可燃性ガス供給ユニットを備えるものであるため、低コストで水素ガスの爆発に対する安全性を確保することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、低コストで優れた障壁構造が得られる可燃性ガス供給ユニット及びこれを備えた水素ステーションを提供することができる。

本発明の実施形態１に係る水素ステーションの全体構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態１に係る可燃性ガス供給ユニットの上方から見た構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態１に係る可燃性ガス供給ユニットの側方から見た構成を模式的に示す図である。 可燃性ガス供給ユニットにおける制御部と各機器との接続を示す模式図である。 本発明の実施形態２に係る水素ステーションの全体構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態２に係る可燃性ガス供給ユニットの上方から見た構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態３に係る水素ステーションの全体構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態４に係る可燃性ガス供給ユニットにおける扉のストッパー構造を模式的に示す図である。 本発明の実施形態５に係る可燃性ガス供給ユニットにおける扉のストッパー構造を模式的に示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る可燃性ガス供給ユニット及び水素ステーションについて詳細に説明する。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る水素ステーション１の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、水素ステーション１における主要な構成要素を模式的に示している。

水素ステーション１は、タンク搭載装置としての燃料電池車４に対して燃料である水素ガス（可燃性ガス）の補給を行う施設である。図１に示すように、水素ステーション１は、水素ガスを後述の蓄圧器２３に供給する可燃性ガス供給ユニット２（水素ガス供給ユニット）と、可燃性ガス供給ユニット２から供給された水素ガスを貯留する蓄圧器２３と、蓄圧器２３から流出した水素ガスが流れるガス流出ライン２８と、ガス流出ライン２８を通じて蓄圧器２３から供給された水素ガスを燃料電池車４に補給するためのディスペンサ３と、を主に備える。

可燃性ガス供給ユニット２は、所定の高圧状態に圧縮された水素ガスを蓄圧器２３に供給する。この可燃性ガス供給ユニット２は、貯留槽（図示しない）から水素ガスを受け入れる受入部２１と、受け入れられた水素ガスを所定の高圧状態に圧縮する圧縮機２２と、圧縮機２２から蓄圧器２３に向かって高圧の水素ガスを流入させるガス流入ライン２７と、を有する。

圧縮機２２及びガス流入ライン２７の上流部分２７ＡＡは、圧縮された水素ガスを取り扱う高圧ガス設備６である。つまり、本実施形態における高圧ガス設備６は、圧縮された水素ガスを生成する設備（圧縮機２２）と圧縮された水素ガスが流れる設備（ガス流入ライン２７）とを含む。ここで、高圧ガス設備６を構成するガス流入ライン２７の上流部分２７ＡＡとは、圧縮機２２の出口に接続されると共に、後述する筐体３１（図２）に収容された部分である。なお、本発明における「高圧ガス設備」は、本実施形態の構成に限定されず、後述する他の実施形態で説明するように、圧縮機２２及びガス流入ライン２７に加えて蓄圧器２３及びガス流出ライン２８をさらに有していてもよい。

圧縮機２２は、例えば往復動式の圧縮機（レシプロコンプレッサ）であって、複数段の圧縮室が内部に設けられている。図１に示すように、圧縮機２２の入口には受入ライン２６の下流端が接続されており、この受入ライン２６を通じて、圧縮前の水素ガスが受入部２１から圧縮機２２に供給される。各圧縮室においては、吸入口を通じてシリンダ内に吸入された水素ガスがピストンの往復運動により昇圧し、昇圧した水素ガスが吐出口を通じて排出される。

圧縮機２２は、例えば、３段以上の圧縮室が内部に設けられると共に、吸込圧力が１ＭＰａ以下であり且つ吐出圧力が８０ＭＰａ以上であり、処理量が略３００Ｎｍ^３／ｈ以上（吸込圧力が１ＭＰａである場合）に設計された大型の圧縮機である。これにより、複数台の蓄圧器２３に対して所定の時間（例えば１時間）内で水素ガスの充填を連続的に繰り返し行うことができる。なお、圧縮機２２は、往復動式の圧縮機に限定されず、例えばスクリュー式圧縮機であってもよい。

蓄圧器２３は、圧縮機２２から吐出された高圧の水素ガスを貯留する容器であり、複数台（本実施形態では３台）設けられている。各蓄圧器２３は、図１に示すようにカプセル形状を有しており、それぞれ同じ設計圧力（例えば８２ＭＰａ）となっている。

ガス流入ライン２７は、圧縮機２２と蓄圧器２３とを互いに接続する。具体的には、ガス流入ライン２７は、上流端が圧縮機２２の出口に接続されると共に、下流側が蓄圧器２３の台数に応じて分岐している（本実施形態では３本のラインに分岐）。そして、各分岐部分が蓄圧器２３の出入口にそれぞれ接続されている。

図１に示すように、ガス流入ライン２７の下流側の各分岐部分には、水素ガスの流通及び遮断を切り替える開閉弁２７Ａがそれぞれ設けられている。この開閉弁２７Ａを開くことにより、圧縮機２２から吐出された高圧の水素ガスを、ガス流入ライン２７を通じて各蓄圧器２３内に流入させることができる。

ガス流出ライン２８は、蓄圧器２３内に貯留された高圧の水素ガスをディスペンサ３に導くためのものである。具体的には、ガス流出ライン２８は、上流側が蓄圧器２３の台数に応じて分岐している。そして、各分岐部分は、ガス流入ライン２７における開閉弁２７Ａの下流側の部位にそれぞれ接続されている。またガス流出ライン２８の各分岐部分には、水素ガスの流通及び遮断を切り替える開閉弁２８Ａがそれぞれ設けられている。この構成によれば、開閉弁２７Ａを閉じた状態で開閉弁２８Ａを開くことにより、蓄圧器２３内に貯留された高圧の水素ガスを、ガス流出ライン２８を通じてディスペンサ３側へ導くことができる。

可燃性ガス供給ユニット２は、圧縮された水素ガスの冷却に用いられる冷凍機２４を備える。冷凍機２４は、冷媒が循環する冷媒流路２４Ｂと、この冷媒流路２４Ｂに設けられた蒸発部２４Ａ、圧縮部、凝縮部及び膨張部と、を有する。

図１に示すように、蒸発部２４Ａは、ブライン流路３７に接続されており、冷媒流路２４Ｂを流れる冷媒とブラインとの間で熱交換を行う。これにより、冷媒が蒸発すると共にブラインが冷却される。そして、冷却されたブラインは、ディスペンサ３に設けられたプレクーラー３５に流入し、蓄圧器２３からプレクーラー３５に流入した水素ガスと熱交換する。これにより、圧縮された水素ガスがブラインにより冷却される。このように、冷凍機２４は、二次冷媒であるブラインを冷却することによって、水素ガスの冷却に間接的に用いられる。

冷凍機２４の圧縮部は、蒸発部２４Ａから流出したガス状の冷媒を圧縮する。凝縮部は、圧縮部から流出した冷媒を空気と熱交換させることにより、冷媒を凝縮させる。膨張部は、凝縮部から流出した液状の冷媒を膨張させる。膨張部から流出した冷媒は、蒸発部２４Ａに流入する。

可燃性ガス供給ユニット２は、その動作を制御する制御部２９をさらに備える。制御部２９は、例えば、圧縮機２２の駆動、開閉弁２７Ａ，２８Ａの開閉動作、冷凍機２４の駆動及びディスペンサ３の駆動などを制御する統合制御盤により構成されている。

統合制御盤と各機器（圧縮機２２、冷凍機２４、ディスペンサ３など）とは、個別配線ではなく、フィールドバスやフィールドネットワークにより接続されている。また統合制御盤は、タブレットなどのポータブル型操作盤との間で無線通信が可能となっていてもよい。この場合、ポータブル型操作盤に各種データを表示させ、また当該ポータブル型操作盤によって各機器への操作指示を行うことができるようになっていてもよい。つまり、ポータブル型操作盤を用いることにより、水素ステーション１内の任意の場所において各機器の運転状況を監視すると共に、機器の操作を行うことができる。

ディスペンサ３は、蓄圧器２３からガス流出ライン２８を通じて供給された高圧の水素ガスを燃料電池車４に補給するためのものである。ディスペンサ３は、水素ガスを冷却するためのプレクーラー３５と、このプレクーラー３５により冷却された水素ガスを燃料電池車４に補給するノズル３Ａと、を有する。ノズル３Ａは、燃料電池車４の補給口（図示しない）に挿入可能な形状となっている。

プレクーラー３５は、例えばマイクロチャネル式熱交換器からなり、上述のように水素ガスとブラインとの間で熱交換を行う。そして、ブラインにより冷却された水素ガスがノズル３Ａにより燃料電池車４に補給される。また当該熱交換によって水素ガスから吸熱したブラインは、ブラインポンプ３６により蒸発部２４Ａに送られ、冷媒流路２４Ｂを流れる冷媒によって再び冷却される。

このように、冷凍機２４の冷媒と水素ガスとを直接熱交換させず、冷凍機２４で発生する冷熱をブラインなどの二次冷媒に一時的に蓄えることにより、水素ガスを効率的に冷却することが可能になる。なお、二次冷媒はブラインに限定されず、例えば液化炭酸ガスをブラインの代わりに用いることも可能である。

次に、可燃性ガス供給ユニット２の構成について、図２及び図３を参照してより詳細に説明する。可燃性ガス供給ユニット２は、高圧ガス設備６（圧縮機２２及びガス流入ライン２７の上流部分２７ＡＡ）、冷凍機２４及び制御部２９をそれぞれ収容する筐体３１を備える。図２は、筐体３１を上方から見た場合の可燃性ガス供給ユニット２の模式図である。図３は、図２中の矢印ＩＩＩに示す方向から見た場合の可燃性ガス供給ユニット２の模式図である。図２に示すように、可燃性ガス供給ユニット２は、水素ステーション１の敷地内Ｒ１に設置されると共に、当該敷地内Ｒ１と敷地外Ｒ２との境界Ｂ１に隣接している。具体的には、可燃性ガス供給ユニット２は、境界Ｂ１から８ｍ以内の領域に設置されている。以下、可燃性ガス供給ユニット２における「上下方向」、「前後方向」及び「左右方向」は、図２及び図３に示す各方向に準じるものとする。

筐体３１は、直方体形状を有する収納箱である。図３に示すように、筐体３１は、筐体３１の下面を構成する台板３２と、筐体３１の上面を構成する天板３３と、台板３２と天板３３とを接続する複数本の柱３４と、を主に有する。また図示は省略するが、筐体３１は、２本の柱３４間に架け渡される梁をさらに有していてもよい。

台板３２は、平面視矩形状の板であり、上面に圧縮機２２及び制御部２９がそれぞれ載置される。また台板３２は、例えばセメントなどにより水素ステーション１の敷地内Ｒ１の地面に固定されている。

柱３４は、例えばＨ形鋼からなり、台板３２の隅部（４隅）にそれぞれ立設されている。図３では、台板３２の前側に設けられた２本の柱３４のみが示されている。天板３３は、台板３２と略同じ大きさの平面視矩形状の板であり、台板３２と上下方向に対向するように柱３４の上端に取り付けられている。

図２に示すように、筐体３１は、前側板４０と、後側板５０と、左側板６０と、右側板７０と、を有する。これらの板は、筐体３１の側面を構成するものであって、例えば鋼板製のパネルによりそれぞれ構成されている。またこれらの鋼板製パネルは、台板３２及び天板３３に対して垂直に配置されている。筐体３１の内部空間は、台板３２、天板３３、前側板４０、後側板５０、左側板６０及び右側板７０によって構成されている。

前側板４０は、筐体３１の前面を構成するものである。後側板５０は、筐体３１の後面を構成するものであって、前後方向において前側板４０と対向している。図２に示すように、後側板５０は、水素ステーション１の敷地内Ｒ１と敷地外Ｒ２との境界Ｂ１側に位置している。また前側板４０は、後側板５０に対して境界Ｂ１と反対側に位置している。

前側板４０は、筐体３１の左側前面を構成する第１前側板４１と、筐体３１の右側前面を構成すると共に第１前側板４１に対して左右方向に隣接する第２前側板４２と、を含む。後側板５０は、筐体３１の左側後面を構成する第１後側板５１と、筐体３１の右側後面を構成すると共に第１後側板５１に対して左右方向に隣接する第２後側板５２と、を含む。図２に示すように、第１前側板４１と第１後側板５１とは前後方向に対向しており、第２前側板４２と第２後側板５２とは前後方向に対向している。

左側板６０は、筐体３１の左側面を構成するものである。図２に示すように、左側板６０は、第１前側板４１の左端と第１後側板５１の左端とを接続するように、前後方向に延びている。

右側板７０は、筐体３１の右側面を構成するものであって、左側板６０に対して左右方向に対向している。図２に示すように、右側板７０は、第２前側板４２の右端と第２後側板５２の右端とを接続するように前後方向に延びている。

前側板４０（第１及び第２前側板４１，４２）、後側板５０（第１及び第２後側板５１，５２）、左側板６０及び右側板７０は、台板３２、柱３４及び天板３３に対して、例えばベタ溶接によりそれぞれ固定されている。ベタ溶接とは、接合部の全体に亘って溶接することを意味する。なお、側板の固定方法はこれに限定されず、例えばボルト及びナットなどの締結部材が用いられてもよい。

図２に示すように、蓄圧器２３は、筐体３１の外において前側板４０に対向する位置に配置されている。つまり、蓄圧器２３は、筐体３１に対して境界Ｂ１と反対側に配置されている。ガス流入ライン２７は、筐体３１に収容されると共に圧縮機２２の出口に接続された上流部分２７ＡＡ（高圧ガス設備６）と、筐体３１の外に位置すると共に蓄圧器２３の出入口に接続された下流部分２７ＢＢと、を有する。

図２に示すように、ディスペンサ３は、水素ステーション１の敷地内Ｒ１において可燃性ガス供給ユニット２から離れた位置に配置されている。ガス流出ライン２８は、筐体３１の外において、ガス流入ライン２７（下流部分２７ＢＢ）とディスペンサ３とを接続するように設けられている。なお、蓄圧器２３及びディスペンサ３は、図２に示す位置に配置される場合に限定されず、敷地内Ｒ１における任意の位置に配置することができる。

図３に示すように、可燃性ガス供給ユニット２は、筐体３１内の空間を左右方向に仕切る第１仕切り板８０と、当該空間を上下方向に仕切る第２仕切り板８１と、を有する。これらの第１及び第２仕切り板８０，８１も、筐体３１の側板と同様に、鋼板製のパネルにより構成されている。

図２に示すように、第１仕切り板８０は、第１及び第２前側板４１，４２の隣接部４０Ａから第１及び第２後側板５１，５２の隣接部５０Ａに向かって前後方向に延びている。第１仕切り板８０は、筐体３１の左右方向における略中央部に位置しており、左側板６０及び右側板７０に対して平行である。

第１仕切り板８０は、全周がベタ溶接されている。つまり、第１仕切り板８０は、後端が後側板５０に対してベタ溶接により固定されると共に、前端が前側板４０に対してベタ溶接により固定されている。また第１仕切り板８０は、上端が天板３３に対してベタ溶接により固定されると共に、下端が台板３２に対してベタ溶接により構成されている。なお、第１仕切り板８０の固定方法も溶接に限定されず、ボルト及びナットなどの締結部材を用いた方法であってもよい。

第２仕切り板８１は、筐体３１の上下方向における略中央に位置しており、右側板７０から第１仕切り板８０に向かって左右方向（水平方向）に延びている。

図２及び図３に示すように、筐体３１内の空間は、高圧ガス設備６が収容される高圧ガス取り扱いエリアＡ１と、冷凍機２４が収容される冷凍機エリアＡ２と、制御部２９が収容される制御エリアＡ３と、に分割されている。図３に示すように、本実施形態においては、制御エリアＡ３は、冷凍機エリアＡ２よりも狭く、且つ冷凍機エリアＡ２の下側に位置している。このように、冷凍機エリアＡ２と制御エリアＡ３とを上下方向に重なるように設けることによって筐体３１のサイズを小さくし、水素ステーション１の敷地内Ｒ１における筐体３１の設置スペースを小さくすることができる。なお、制御エリアＡ３には、制御部２９の一部又は全体が収容されている。

冷凍機エリアＡ２には、冷凍機２４に加えて、ブライン循環装置（ブライン流路３７、ブラインポンプ３６など）も配置されている。また図４に示すように、制御部２９（統合制御盤）は、高圧ガス設備６（圧縮機２２を含む）、冷凍機２４及びディスペンサ３に対してそれぞれ接続されており、これらの機器の動作を制御すると共に、これらの機器に設けられた各種計装品（圧力センサー、温度センサーなど）から送られるデータを取得する。なお、制御部２９は、冷凍機２４の下側に位置するため、図４中において制御部２９が破線により示されている。また筐体３１には、各エリア内を換気するための換気扇が設けられている。

高圧ガス取り扱いエリアＡ１は、台板３２と、天板３３と、第１前側板４１と、第１後側板５１と、左側板６０と、第１仕切り板８０と、により構成された空間となっている。冷凍機エリアＡ２は、第２仕切り板８１と、天板３３と、第２前側板４２と、第２後側板５２と、第１仕切り板８０と、右側板７０と、により構成された空間となっている。制御エリアＡ３は、台板３２と、第２仕切り板８１と、第２前側板４２と、第２後側板５２と、第１仕切り板８０と、右側板７０と、により構成された空間となっている。

つまり、冷凍機エリアＡ２及び制御エリアＡ３は、第１仕切り板８０により高圧ガス取り扱いエリアＡ１に対して隔離されている（図３）。換言すると、第１仕切り板８０は、冷凍機エリアＡ２及び制御エリアＡ３を高圧ガス取り扱いエリアＡ１に対して隔離するように、台板３２から天板３３まで上下方向に延びている。

可燃性ガス供給ユニットでは、筐体内において水素ガスが爆発した時に備えた安全対策が要求される。これに対し、本実施形態における可燃性ガス供給ユニット２では、筐体３１において、敷地内Ｒ１と敷地外Ｒ２との境界Ｂ１側に位置すると共に高圧ガス取り扱いエリアＡ１を構成する部位（第１後側板５１）が、水素ガスの爆発による衝撃に耐える障壁部材により構成されている。具体的には、第１後側板５１は、ＪＩＳ Ｇ３１９３ ２００８の規格を満たす厚さが６ｍｍ以上の鋼板により構成されている。これにより、図２に示すように、可燃性ガス供給ユニット２が境界Ｂ１の近くに設置された場合でも（例えば境界Ｂ１から８ｍ以内の領域）、水素ガスの爆発による衝撃が敷地外Ｒ２へ及ぶのを障壁部材（第１後側板５１）によって抑制することができる。

しかも、このように筐体３１の一部を障壁部材として利用することにより、大幅なコスト削減を図ることができる。つまり、図２における可燃性ガス供給ユニット２と境界Ｂ１との間の地面に障壁を建設する場合に比べて、水素ステーション全体のコストを大きく下げることができる。

また本実施形態では、筐体３１は、敷地内Ｒ１と敷地外Ｒ２との境界Ｂ１側に位置し且つ高圧ガス取り扱いエリアＡ１を構成する第１後側板５１のみが障壁部材により構成されており、その他の部分（前側板４０、第２後側板５２、左側板６０、右側板７０）は、第１後側板５１を構成する鋼板パネルよりも厚さが小さい鋼板パネルにより構成されている。これにより、筐体３１全体が障壁部材により構成される場合に比べて、筐体３１の製造コストを下げることができる。

また本実施形態では、第１仕切り板８０も、第１後側板５１と同様に、水素ガスの爆発による衝撃に耐える障壁部材（ＪＩＳ Ｇ３１９３ ２００８の規格を満たす厚さが６ｍｍ以上の鋼板）により構成されている。このため、高圧ガス取り扱いエリアＡ１内における水素ガスの爆発による衝撃が冷凍機２４及び制御部２９に及ぶのを第１仕切り板８０によって防ぐことができる。

ここで、上述の通り説明した実施形態１に係る可燃性ガス供給ユニット２及び水素ステーション１の特徴及び作用効果について列記する。

本実施形態に係る可燃性ガス供給ユニット２は、燃料である水素ガス（可燃性ガス）の補給を行う水素ステーション１の敷地内Ｒ１に設置される。可燃性ガス供給ユニット２は、圧縮された水素ガスを取り扱う高圧ガス設備６と、高圧ガス設備６が収容される高圧ガス取り扱いエリアＡ１が設けられる筐体３１と、を備える。筐体３１において、水素ステーション１の敷地内Ｒ１と敷地外Ｒ２との境界Ｂ１側に位置すると共に高圧ガス取り扱いエリアＡ１を構成する部位（第１後側板５１）は、水素ガスの爆発による衝撃に耐える障壁部材により構成されている。

本実施形態に係る水素ステーション１は、水素ガスを蓄圧器２３に供給する可燃性ガス供給ユニット２と、蓄圧器２３から供給された水素ガスを燃料電池車４に補給するためのディスペンサ３と、を備える。

上記可燃性ガス供給ユニット２においては、水素ガスを取り扱う高圧ガス設備６が、筐体３１内に収容されているため、水素ガスの爆発による衝撃が筐体３１の外へ及ぶのを抑制することができる。また筐体３１の第１後側板５１が障壁部材によって構成されている。このため、図２に示すように、可燃性ガス供給ユニット２が境界Ｂ１の近くに設置された場合でも、水素ガスの爆発による衝撃が敷地外Ｒ２へ及ぶのを障壁部材によって抑制することができる。したがって、優れた障壁構造が得られる。しかも、筐体３１の一部を障壁部材として利用することにより、障壁を敷地内Ｒ１の地面に別途建設する場合に比べて、大幅なコスト削減を図ることができる。

上記可燃性ガス供給ユニット２は、圧縮された水素ガスの冷却に用いられる冷凍機２４と、筐体３１内の空間を仕切ると共に、水素ガスの爆発による衝撃に耐える障壁部材により構成された第１仕切り板８０と、を備える。筐体３１内には、冷凍機２４が収容されるエリアであって、第１仕切り板８０により高圧ガス取り扱いエリアＡ１に対して隔離された冷凍機エリアＡ２が設けられている。

これにより、高圧ガス取り扱いエリアＡ１内における水素ガスの爆発による衝撃が冷凍機２４に及ぶのを第１仕切り板８０によって防ぐことができる。これにより、冷凍機２４を保護することができる。

上記可燃性ガス供給ユニット２は、可燃性ガス供給ユニット２の動作を制御する制御部２９を備える。筐体３１内には、制御部２９が収容されると共に冷凍機エリアＡ２の下側に位置するエリアであって、第１仕切り板８０により高圧ガス取り扱いエリアＡ１に対して仕切られた制御エリアＡ３が設けられている。

これにより、高圧ガス取り扱いエリアＡ１内における水素ガスの爆発による衝撃が制御部２９に及ぶのを第１仕切り板８０によって防ぐことにより、制御部２９を保護することができる。また１枚の仕切り板によって冷凍機２４及び制御部２９の両方を保護することができるため、仕切り板の設置数を減らすことができる。また制御エリアＡ３は、冷凍機エリアＡ２に比べて作業者が出入りする頻度が高い領域であるため、作業者の出入りのし易さを考慮して、制御エリアＡ３を冷凍機エリアＡ２よりも下側に設けることが好ましい。

上記可燃性ガス供給ユニット２において、筐体３１は、水素ステーション１の敷地内Ｒ１と敷地外Ｒ２との境界Ｂ１側に位置し且つ高圧ガス取り扱いエリアＡ１を構成する部位（第１後側板５１）のみが障壁部材により構成されている。これにより、筐体３１の優れた障壁構造を維持すると共に、筐体３１全体が障壁部材により構成される場合に比べて、筐体３１の製造コストを削減することができる。

上記可燃性ガス供給ユニット２において、筐体３１は、高圧ガス設備６（圧縮機２２）が載置される台板３２と、台板３２に立設される柱３４と、台板３２に対向するように柱３４に取り付けられる天板３３と、を有する。障壁部材により構成される第１後側板５１は、台板３２、柱３４及び天板３３に対してベタ溶接により固定されている。これにより、第１後側板５１を、台板３２、柱３４及び天板３３に対して強固に固定することができる。したがって、高圧ガス取り扱いエリアＡ１内における水素ガスの爆発によって第１後側板５１が吹き飛ばされるのを防ぐことができる。

なお、第１後側板５１は、台板３２、柱３４及び天板３３の全てに対してベタ溶接される場合に限定されず、いずれか一つ又は二つの部材のみに対してベタ溶接されていてもよい。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る可燃性ガス供給ユニット２Ａ及び水素ステーション１Ａについて、図５及び図６を参照して説明する。実施形態２に係る可燃性ガス供給ユニット２Ａ及び水素ステーション１Ａは、基本的に上記実施形態１の場合と同様の構成を備えるが、高圧ガス設備６の構成において異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ説明する。

図５に示すように、可燃性ガス供給ユニット２Ａは、圧縮機２２及びガス流入ライン２７に加えて、蓄圧器２３及びガス流出ライン２８をさらに有する。実施形態２では、圧縮機２２、蓄圧器２３、ガス流入ライン２７及びガス流出ライン２８の上流部分２８ＡＡは、高圧ガス設備６である。つまり、実施形態２における高圧ガス設備６は、圧縮された水素ガスを生成する設備（圧縮機２２）及び圧縮された水素ガスが流れる設備（ガス流入ライン２７、ガス流出ライン２８）に加えて、圧縮された水素ガスを貯留する設備（蓄圧器２３）をさらに含む。なお、高圧ガス設備６を構成するガス流出ライン２８の上流部分２８ＡＡとは、図６に示すように、ガス流入ライン２７に接続されると共に筐体３１に収容された部分である。したがって、実施形態２に係る水素ステーション１Ａは、水素ガスをディスペンサ３に供給する可燃性ガス供給ユニット２Ａと、可燃性ガス供給ユニット２Ａから供給された水素ガスを燃料電池車４に補給するためのディスペンサ３と、を備える。

図６に示すように、実施形態２では、圧縮機２２、蓄圧器２３、ガス流入ライン２７及びガス流出ライン２８の上流部分２８ＡＡが、筐体３１内の高圧ガス取り扱いエリアＡ１にそれぞれ収容されている。したがって、実施形態１と同様に、高圧ガス取り扱いエリアＡ１内の水素ガスが爆発した場合でも、障壁部材によって構成された第１後側板５１により爆発時の衝撃が敷地外Ｒ２へ及ぶのを抑制することができる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る水素ステーション１Ｂについて、図７を参照して説明する。実施形態３に係る水素ステーション１Ｂは、基本的に上記実施形態１の場合と同様の構成を備えるが、蓄圧器２３を備えていない点で異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ説明する。

図７に示すように、水素ステーション１Ｂは、蓄圧器２３（図１）を備えておらず、ガス流入ライン２７がディスペンサ３のプレクーラー３５に接続されている。具体的には、ガス流入ライン２７は、圧縮機２２の出口に接続されると共に筐体３１（図２）に収容された上流部分２７ＡＡと、ディスペンサ３（プレクーラー３５）に接続されると共に筐体３１の外に配置された下流部分２７ＢＢと、を有する。このため、圧縮機２２から吐出された高圧の水素ガスは、ガス流入ライン２７を通じてプレクーラー３５に直接供給される。この形態においても、上記実施形態１，２と同様に、筐体内における水素ガスの爆発による衝撃が水素ステーション１Ｂの敷地外へ及ぶのを抑制することができる。

（実施形態４）
次に、本発明の実施形態４に係る可燃性ガス供給ユニットについて、図８を参照して説明する。実施形態４に係る可燃性ガス供給ユニットは、基本的に上記実施形態１に係る可燃性ガス供給ユニット２と同様の構成を備えるが、筐体３１の内側に作業者がアクセスするための入口が第１後側板５１に設けられると共に、当該入口を開閉する扉が水素ガスの爆発時の衝撃によって筐体３１の外側に吹き飛ばされないようにするためのストッパーが設けられている点で異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ説明する。

図８は、筐体３１における第１後側板５１の部分のみを示している。図８に示すように、第１後側板５１には、作業者が筐体３１内に出入りするための入口５１Ａが設けられている。そして、実施形態４に係る可燃性ガス供給ユニットは、この入口５１Ａを開閉する扉９０と、扉９０を止めるためのストッパー９１と、を備える。

扉９０は、内開き構造を有する。つまり、図８に示すように、扉９０は、内面の一端（左端）が蝶番などの金具９２により第１後側板５１の内面（入口５１Ａ側の内面）に固定されており、当該金具９２を支点として第１後側板５１に対して筐体３１の内側に向かって回動可能となっている。なお、扉９０は、図８中における右端が支点となる内開き構造を有していてもよい。

ストッパー９１は、第１後側板５１とは別体であって、扉９０の左右両端の部分と重なるように、筐体３１の外側に固定されている。つまり、筐体３１を後方から側面視した場合において、ストッパー９１が扉９０の左右両端の部分と重なることにより、扉９０の左右両端の部分が隠れている。また本実施形態では、ストッパー９１は、第１後側板５１の外面及び扉９０の外面に接触するように配置されている。このストッパー９１によって、高圧ガス取り扱いエリアＡ１内における水素ガスの爆発による衝撃１００によって筐体３１の内側から扉９０に加わる力に対して、当該扉９０を止めることができる。したがって、扉９０が吹き飛ばされるのをストッパー９１によって防ぐことができるため、水素ステーションの安全性を確保することができる。

また本実施形態では、ストッパー９１の厚さは、第１後側板５１の厚さ以上となっている。これにより、ストッパー９１が扉９０を止める力がより大きくなるため、水素ガスの爆発時の衝撃１００によって扉９０が吹き飛ばされるのをより確実に防ぐことができる。

なお、ストッパー９１は、扉９０の左右両端だけではなく、扉９０の上端も止めるように配置されていてもよい。またストッパー９１は、第１後側板５１の外面及び扉９０の外面に接触するように配置される場合に限定されず、当該外面との間に隙間を空けて配置されていてもよい。なお、この実施形態で説明した扉及びストッパー構造は、上記実施形態２に係る可燃性ガス供給ユニット２Ａに適用されてもよい。

（実施形態５）
次に、本発明の実施形態５に係る可燃性ガス供給ユニットについて、図９を参照して説明する。実施形態５に係る可燃性ガス供給ユニットは、基本的に上記実施形態４に係る可燃性ガス供給ユニットと同様の構成を備えるが、筐体３１の入口５１Ａを開閉する扉がスライド式になっている点で異なっている。以下、上記実施形態４と異なる点についてのみ説明する。

図９に示すように、扉９３は、筐体３１の内側において第１後側板５１に沿ってスライドする引き戸構造を有している。つまり、扉９３を第１後側板５１に沿ってスライドさせることにより、入口５１Ａを開閉することができる。

図９は、扉９３により入口５１Ａが閉じられた状態を示している。この状態で、第１後側板５１において入口５１Ａを構成する部位９１Ａは、扉９３の左右両縁と重なっている。本実施形態では、この部位９１Ａがストッパーとして機能し、水素ガスの爆発時の衝撃によって扉９３が筐体３１の外側に吹き飛ばされるのを防止する。つまり、本実施形態では、第１後側板５１の一部が扉９３のストッパーとして利用されている。

（その他実施形態）
上記実施形態１では、可燃性ガスの一例として水素ガスについて説明したが、これに限定されない。可燃性ガスの他の例としては、例えばメタン、プロパン若しくはアセチレンなどの炭化水素系ガスが挙げられる。これは、実施形態２～５についても同様である。

上記実施形態１では、第１仕切り板８０が障壁部により構成される場合について説明したがこれに限定されず、第１仕切り板８０が障壁部でなくてもよい。これは、実施形態２～５についても同様である。

上記実施形態１では、制御エリアＡ３が冷凍機エリアＡ２の下側に位置する場合について説明したがこれに限定されず、制御エリアＡ３が冷凍機エリアＡ２の上側に位置していてもよい。これは、実施形態２～５についても同様である。

上記実施形態４，５では、障壁部により構成された第１後側板５１にのみ扉９０，９３が設けられる場合について説明したが、障壁部により構成されていない他の側板にも扉が設けられていてもよい。例えば、図２中における第１前側板４１や左側板６０にも扉が設けられてもよい。また障壁部により構成されていない側板のみに扉が設けられていてもよく、その場合、ストッパーが省略されてもよい。なお、高圧ガス取り扱いエリアＡ１を構成する複数の側板に扉を設ける場合、全て内開き構造としてもよいし、全て引き戸式構造としてもよいし、内開き構造と引き戸式構造を組み合わせてもよい。

上記実施形態１では、筐体３１の側板のうち第１後側板５１のみが障壁部により構成されている場合について説明したがこれに限定されず、第１前側板４１及び左側板６０も障壁部により構成されていてもよい。これは、実施形態２～５についても同様である。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ 水素ステーション
２，２Ａ 可燃性ガス供給ユニット
３ ディスペンサ
６ 高圧ガス設備
２４ 冷凍機
２９ 制御部
３１ 筐体
３２ 台板
３３ 天板
３４ 柱
４０ 前側板
４１ 第１前側板
４２ 第２前側板
５０ 後側板
５１ 第１後側板
５１Ａ 入口
５２ 第２後側板
６０ 左側板
７０ 右側板
８０ 第１仕切り板
９０，９３ 扉
９１，９１Ａ ストッパー
Ａ１ 高圧ガス取り扱いエリア
Ａ２ 冷凍機エリア
Ａ３ 制御エリア
Ｂ１ 境界
Ｒ１ 敷地内
Ｒ２ 敷地外

Claims (10)

1. 燃料である可燃性ガスの補給を行う施設の敷地内に設置される可燃性ガス供給ユニットであって、
   圧縮された前記可燃性ガスを取り扱う高圧ガス設備と、
   前記高圧ガス設備が収容される高圧ガス取り扱いエリアが設けられる筐体と、を備え、
   前記筐体は、前記高圧ガス取り扱いエリアを構成する複数の側板を含み、
   前記筐体において、前記複数の側板のうち前記敷地内と前記敷地外との境界側に位置する側板は、前記可燃性ガスの爆発による衝撃に耐える障壁部材により構成されていると共に前記複数の側板のうちの他の側板よりも厚さが大きいことを特徴とする、可燃性ガス供給ユニット。
2. 圧縮された前記可燃性ガスの冷却に用いられる冷凍機と、
   前記筐体内の空間を仕切ると共に、前記可燃性ガスの爆発による衝撃に耐える障壁部材により構成された仕切り板と、をさらに備え、
   前記筐体内には、前記冷凍機が収容されるエリアであって、前記仕切り板により前記高圧ガス取り扱いエリアに対して隔離された冷凍機エリアが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の可燃性ガス供給ユニット。
3. 前記可燃性ガス供給ユニットの動作を制御する制御部をさらに備え、
   前記筐体内には、前記制御部が収容されると共に前記冷凍機エリアの上側又は下側に位置するエリアであって、前記仕切り板により前記高圧ガス取り扱いエリアに対して隔離された制御エリアが設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の可燃性ガス供給ユニット。
4. 前記筐体において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板には、前記筐体内への入口が設けられ、
   前記入口を開閉する扉と、
   前記可燃性ガスの爆発による衝撃によって前記筐体の内側から前記扉に加わる力に対して前記扉を止めるためのストッパーと、をさらに備えることを特徴とする、請求項１～３の何れか１項に記載の可燃性ガス供給ユニット。
5. 前記ストッパーの厚さは、前記筐体において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板の厚さ以上であることを特徴とする、請求項４に記載の可燃性ガス供給ユニット。
6. 前記扉は、前記筐体において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板に対して前記筐体の内側に向かって回動する内開き構造を有し、
   前記ストッパーは、前記扉と重なるように前記筐体の外側に配置される部材であることを特徴とする、請求項４又は５に記載の可燃性ガス供給ユニット。
7. 前記扉は、前記筐体の内側において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板に沿ってスライドする引き戸構造を有し、
   前記筐体において前記入口を構成する部位が前記ストッパーとして機能することを特徴とする、請求項４又は５に記載の可燃性ガス供給ユニット。
8. 前記筐体は、前記敷地内と前記敷地外との境界側に位置し且つ前記高圧ガス取り扱いエリアを構成する側板のみが前記障壁部材により構成されていることを特徴とする、請求項１～７の何れか１項に記載の可燃性ガス供給ユニット。
9. 前記筐体は、
   前記高圧ガス設備が載置される台板と、
   前記台板に立設される柱と、
   前記台板に対向するように前記柱に取り付けられる天板と、を有し、
   前記筐体において前記障壁部材により構成される前記境界側に位置する側板は、前記台板、前記柱及び前記天板の少なくともいずれかに対してベタ溶接により固定されていることを特徴とする、請求項１～８の何れか１項に記載の可燃性ガス供給ユニット。
10. 前記可燃性ガスである水素ガスを蓄圧器又はディスペンサに供給する請求項１～９のいずれか１項に記載された可燃性ガス供給ユニットと、
    前記蓄圧器又は前記可燃性ガス供給ユニットから供給された水素ガスを燃料電池車に補給するための前記ディスペンサと、を備えることを特徴とする、水素ステーション。

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