JP7212740B2 - 防護壁装置および水素ステーション - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池自動車などに水素を供給する水素ステーションにおいて、水素を供給するディスペンサーを囲む防護壁装置に関する。

水素を燃料として用いる燃料電池自動車は、走行時に二酸化炭素を排出せず、また、大気汚染の原因となるＮＯｘ等の物質も排出しない。また、数分程度の燃料供給で数百ｋｍの走行が可能であるので、充電に時間を要する電気自動車よりも利便性が高い。このため、将来の普及を見込んだ燃料電池自動車に対する技術開発が行われている。

燃料電池自動車に対する燃料供給は、水素ステーションにおいて行われる。水素が漏洩、引火すると大規模な爆発を起こす可能性もあるので、水素ステーションには防火設備が設けられる。防火設備を備えた水素ステーションとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。

特開２０１２－６６０８６号公報

水素ステーションの防火のため、その周囲には防火壁が設けられる。また、水素を供給するディスペンサーの配置についても、公道から一定以上の距離を設けるよう、法令にて定められている。この距離は、ディスペンサーにおいて火災が発生した場合の漏洩拡散、爆風圧、火炎長、輻射熱などを考慮して定められている。

水素ステーションは、建設費が非常に高く、普及を阻害する一因となっている。水素ステーションは、ディスペンサーを道路から一定以上離隔させる必要があるため、大きな敷地面積を必要とする。都市部において大きな敷地を確保することは難しく、また、敷地を確保できたとしても土地の価格が高額となる。このため、水素ステーションの建設費がより高額となる要因となっている。

これについて、ディスペンサーを公道から一定以上離隔させることと同等の措置を講ずることで、法令で定められた基準を満たすようにすることもできる。ディスペンサーを公道から一定以上離隔させることと同等の措置としては、例えば、ディスペンサーの道路側を鉄筋コンクリート製障壁、またはコンクリートブロック製障壁、あるいは鋼板製障壁で囲むことが挙げられる。この措置を取ることで、ディスペンサーと道路との距離を小さくすることができるので、必要な敷地面積を小さくすることができ、水素ステーションの建設費を低減できる。この場合、障壁の耐熱性を高くして、障壁を薄くできるようにすることが求められる。

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、水素ステーションのディスペンサーを壁で囲み、障壁の耐熱性を高くした防護壁装置および水素ステーションを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１の発明に係る防護壁装置は、道路に面して地面に設置され水素を供給するディスペンサーを有する水素ステーションに設けられる防護壁装置であって、
前記ディスペンサーと前記道路との間を前記ディスペンサーの全高に渡って自己の壁面で区画し、かつ、前記ディスペンサーの上方空間の少なくとも一部を開放空間とするものであって、前記ディスペンサーの道路に面する側に前記地面から上方に向けて立設され上端が開放された障壁と、
前記障壁の表面に対して散水し水膜を形成する散水ヘッドと、を有することを特徴として構成されている。

また、請求項２の発明に係る防護壁装置は、水素を供給するディスペンサーを有する水素ステーションに設けられる防護壁装置であって、
地面に立設され、上端部に前記ディスペンサー側に向かって折り返され、前記ディスペンサーの上方空間の一部を覆うと共に、前記ディスペンサーの上方空間の残りの一部を開放空間とする折り返し部を有する障壁と、
前記折り返し部を含む前記障壁の表面に対して散水し水膜を形成する散水ヘッドと、を有することを特徴として構成されている。

また、請求項３の発明に係る防護壁装置は、前記障壁のうち前記水膜が形成される表面は、少なくとも一部に凹凸部を有することを特徴として構成されている。

また、請求項４の発明に係る防護壁装置は、前記障壁は光透過性を有することを特徴として構成されている。

また、請求項５の発明に係る水素ステーションは、道路に面して地面に設置され水素を供給するディスペンサーと、
前記ディスペンサーと前記道路との間を前記ディスペンサーの全高に渡って自己の壁面で区画し、かつ、前記ディスペンサーの上方空間の少なくとも一部を開放空間とするものであって、前記ディスペンサーの道路に面する側に前記地面から上方に向けて立設され上端が開放された障壁と、前記障壁の表面に対して散水し水膜を形成する散水ヘッドを有する防護壁装置と、
を備えたことを特徴として構成されている。
また、請求項６の発明に係る水素ステーションは、水素を供給するディスペンサーと、
地面に立設され、上端部に前記ディスペンサー側に向かって折り返され、前記ディスペンサーの上方空間の一部を覆うと共に、前記ディスペンサーの上方空間の残りの一部を開放空間とする折り返し部を有する障壁と、前記折り返し部を含む前記障壁の表面に対して散水し水膜を形成する散水ヘッドとを有する防護壁装置と、
を備えたことを特徴として構成されている。

本発明に係る防護壁装置によれば、障壁に散水されることで障壁の耐熱性を高くし、障壁を薄くしても火災発生の際の防火性を確保することができる。

本実施形態の防護壁装置を備えた水素ステーションの構成図である。 防護壁装置の縦断面図である。 防護壁装置のディスペンサーに対向する面側を正面とした正面図である。 第２の形態の防護壁装置の縦断面図である。 第３の形態の防護壁装置の縦断面図である。 第４の形態の防護壁装置における障壁の部分拡大断面図である。 第５の形態の防護壁装置の縦断面図である。 第６の形態の防護壁装置の縦断面図である。 第７の形態の防護壁装置の縦断面図である。 第７の形態の防護壁装置の散水時における縦断面図である。

本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態の防護壁装置５を備えた水素ステーションの構成図を示している。この図に示す水素ステーションは、燃料を改質してステーション内で水素を製造することが可能なオンサイト型として構成されている。

図１に示すように、本実施形態の水素ステーションは、道路１に面して設置されており、法令等で定められた所定の隔壁２に囲まれた領域に設けられる。隔壁２に囲まれた領域内で、さらに水素の製造（改質）及び貯蔵を行う場所は、高さ２ｍ以上の隔壁３によって囲まれている。

水素の原料となる燃料は、水素ステーションの地下に設けられる燃料タンク１０に貯蔵される。燃料タンク１０からの燃料は、水素製造装置１１に送られ、ここで燃料が改質されて水素が製造される。製造された水素は気体の状態であり、これが圧縮機１２に送られて圧縮され、圧縮水素の状態で貯蔵タンク１３に貯蔵される。

水素ステーション内には、水素を自動車に対して供給するディスペンサー４が配置されている。ディスペンサー４の周囲には、防護壁装置５が配置されている。防護壁装置５は、平面視略コ字状の障壁２０を有している。障壁２０は、ディスペンサー４の周囲のうち、ディスペンサー４の道路１に面する側と、ディスペンサー４の道路１に面する側とは異なる側である両側に配置されていて、ディスペンサー４の周囲を囲んでいる。

図２には、防護壁装置５の縦断面図を示している。この図に示すように、障壁２０は、地面から垂直に立ち上がっている。障壁２０は、透明な素材によって形成されている。障壁２０を形成する透明な素材として、アクリル等の強化透明樹脂を用いることができる。また、透明な素材として、強化ガラスなどを用いることもできる。このため、道路１側からは、障壁２０を介してディスペンサー４及び水素ステーション内の店舗施設６等を透過して見ることができる。

障壁２０の上端部には、ディスペンサー４側に向かって突出する固定部材２０ａが設けられ、固定部材２０ａの下面には散水ヘッド２１が取付けられている。このため、散水ヘッド２１は、障壁２０よりディスペンサー４側に配置される。散水ヘッド２１は、水の供給を受けて障壁２０に向かって散水を行うことができる。散水ヘッド２１は、障壁２０の両面のうち、ディスペンサー４と対向する側の面に対して散水できるように、障壁２０の上端部において斜め下方を向くように配置されている。散水ヘッド２１から障壁２０に向かって散水されることで、障壁２０のディスペンサー４と対向する面には、水膜２３が形成される。表面に水膜２３が形成された障壁２０も光を透過することができるので、道路１側から障壁２０を介してディスペンサー４及び水素ステーション内の店舗施設６等を透過して見ることができる。

障壁２０の下部では、散水された水が回収され、再循環ポンプ２２によって再度、散水ヘッド２１に水が供給される。すなわち、散水ヘッド２１で散水される水は循環しており、節水を図ることができる。

図３には、防護壁装置５のディスペンサー４に対向する面側を正面とした正面図を示している。この図に示すように、散水ヘッド２１は、水平方向に沿って複数が配置され、各散水ヘッド２１は給水配管２５に接続されている。給水配管２５は、散水ヘッド２１に水を供給する。本実施形態では、給水配管２５は散水ヘッド２１に対し、水素ステーションにおける異常の有無に関わらず、水を供給する。このため、散水ヘッド２１からは、障壁２０に対して常時散水がなされる。散水ヘッド２１から常時散水されるため、障壁２０の表面には常時、水膜２３が形成され、意匠性を高くすることができる。

各散水ヘッド２１は、略扇状に散水を行うことができる。散水ヘッド２１から散水された水は、下方に向かって広がり、隣接する散水ヘッド２１から散水された水と合流する。このため、障壁２０の表面には、全体に渡って均一な水膜が形成される。

障壁２０に対する散水量は、障壁２０の表面における流量が５×１０^－５ｍ³／（ｓｅｃ・ｍ²）～１×１０^－３ｍ³／（ｓｅｃ・ｍ²）の範囲である。これにより、水素ステーションにおいて火災が発生し、そのエネルギーが１００ｋＷ／ｍ²の場合に、水膜によりそのエネルギーを遮断することができる。

このように、透光性を有する素材で障壁２０を形成し、障壁２０の上端部から障壁２０の表面に対して散水ヘッド２１から散水して水膜を形成することにより、火災発生時に障壁２０を保護して、火炎を遮断すると共に、輻射熱に耐える耐熱性を持たせることができる。このため、道路１側からディスペンサー４や店舗施設６等を透過できる透光性を確保しつつ、防火性能も持たせた防護壁装置５とすることができる。これにより、ディスペンサー４を道路１に近い位置に配置することができ、水素ステーションの敷地面積が大きくならないようにすることができるので、水素ステーションの建設費の増大を抑制することができる。

図４には、第２の形態の防護壁装置の縦断面図を示している。この図に示すように、固定部材２０ａを障壁２０のディスペンサー４側及びそれと反対側の両側に突出させ、それぞれに散水ヘッド２１を設けて、障壁２０の両面に散水するようにしてもよい。これにより、障壁２０の両面が水膜２３で覆われ、火災発生時の遮熱性をより大きくすることができる。

図５には、第３の形態の防護壁装置の縦断面図を示している。この図に示すように、本形態において、障壁２０の上端部には、ディスペンサー４側に向かって傾斜状の折り返し部２０ｂが形成されている。折り返し部２０ｂに固定部材２０ｂが設けられ、散水ヘッド２１が取付けられている。散水ヘッド２１は、障壁２０のディスペンサー４側の面に向かって斜め下方に散水し、その水が折り返し部２０ｂから垂直な面に渡って水膜２３を形成する。このように、障壁２０に折り返し部２０ｂを形成し、その折り返し部２０ｂに散水ヘッド２１を設けることで、ディスペンサー４の側方に加えて上方も水膜２３に覆われた障壁２０で囲むことができ、火災発生時には障壁２０により火炎や輻射熱をより遮断することができる。

ここまで説明した実施形態では、障壁２０の表面は平滑面であるが、図６に示すように、障壁２０の水膜２３が形成される側の面に凹凸部２０ｃを有していてもよい。障壁２０の表面に凹凸部２０ｃを有していることにより、水膜２３の表面にも凹凸模様が形成され、意匠性を高くすることができる。また、凹凸部２０ｃを水平方向において波状とするなど、様々な形状とすることができる。

図７には、第５の形態の防護壁装置の縦断面図を示している。この図に示すように、本形態において、散水ヘッド２１は、ディスペンサー４の障壁２０と対向する側に配置されている。散水ヘッド２１は障壁２０に向かって散水できるように設置されており、図７に示されているように、散水ヘッド２１から障壁２０に対して散水することで、障壁２０の表面には水膜２３が形成される。このように、散水ヘッド２１は必ずしも障壁２０の上部に設けられていなくてもよい。ディスペンサー４側に散水ヘッド２１を設けることで、障壁２０側の構成を簡易化することができる。また、本形態において、散水ヘッド２１は障壁２０に向かって常時散水してもよいし、水素ステーションの異常検出時にのみ散水してもよい。

図８には、第６の形態の防護壁装置の縦断面図を示している。この図に示すように、本形態では、障壁２０及びディスペンサー４とは別に、所定間隔毎に支柱２６が設けられ、この支柱２６に支持された支持体２７に散水ヘッド２１が配置されている。散水ヘッド２１は、障壁２０の表面に散水できるように設置されており、障壁２０の表面に水膜２３を形成することができる。このように、障壁２０及びディスペンサー４とは別に設置される設置物である支持体２７に散水ヘッド２１を設けることで、障壁２０及びディスペンサー４側の構成を簡易化することができる。また、散水ヘッド２１を設ける設置物としては、水素ステーションの屋根や照明設備など、障壁２０の上方に位置するものであればよい。この場合、本形態のような専用の支柱２６などを不要とできる。また、散水ヘッド２１を障壁２０及びディスペンサー４以外の設置物に設ける場合、散水ヘッド２１は、障壁２０のディスペンサー４と対向する面の側と、障壁２０の道路と対向する面の側とのいずれか一方または両方に向かって散水するように配置できる。また、本形態において、散水ヘッド２１は障壁２０に向かって常時散水してもよいし、水素ステーションの異常検出時にのみ散水してもよい。

図９には、第７の形態の防護壁装置の縦断面図を示している。この図に示すように、本形態では、障壁２０の上部に箱状の収納部２８が設けられる。収納部２８は、内部に巻回されたシート２９を収納している。シート２９は、吸水性を有する防火布などによって形成されており、通常時には図９に示すように収納部２８内に収納されている。水素ステーションの異常検出時には、シート２９は収納部２８から降下して障壁２０の表面を覆うことができる。また、収納部２８には、障壁２０側に向かって散水できるように散水ヘッド２１が配置されている。

図１０には、異常検出時における第７の形態の防護壁装置の縦断面図を示している。この図に示すように、異常検出時には、シート２９は収納部２８から降下して障壁２０のディスペンサー４の表面を覆う。そして、散水ヘッド２１から障壁２０に向かって散水されることで、障壁２０の表面を覆うシート２９の表面に水膜２３が形成される。このため、障壁２０の表面がシート２９及び水膜２３で保護されるので、防火性を高くすることができる。加えて、シート２９は吸水性を有しているので、障壁２０の表面に直接散水する場合に比べて、障壁２０の表面に存在する水の量が多くなり、防火性をより高くすることができる。

シート２９は、無地であってもよいが、異常発生中である旨の文字や記号などが表示されていてもよい。これにより、異常が検出されてシート２９が収納部２８から降下することで、異常が発生していることを道路の通行人等にも認識させやすくすることができる。また、本形態では、シート２９は障壁２０のディスペンサー４と対向する面を覆って散水されるが、道路と対向する面を覆って散水されてもよく、また、障壁２０の両面を覆って散水されてもよい。

本形態において、シート２９は吸水性を有しているが、水を含むことのできる含水性を有しているシート素材を用いていればよい。例えば、粗い編目を有するシート素材を用いて、表面張力により編目間の空隙部分に散水された水を保持させるようにしてもよい。また、親水性を有するシート素材を用いてもよい。この場合、散水された水がシートの表面で広がりやすく、シート全体に均一な水膜を形成できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は上述の実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において、様々に適用されうる。

散水ヘッド２１からの散水について、上述の実施形態では、常時行うこととしたが、通常時には散水を行わず、水素ステーションにおいて水素漏洩、火災、設備の温度上昇等の異常が検出された場合に、散水ヘッド２１から散水するようにしてもよい。水素ステーションにおける異常検出は、ディスペンサー４の近傍に水素漏洩センサを配置しておき、この水素漏洩センサで水素の漏洩が検出するなどにより、行うことができる。水素漏洩センサで水素の漏洩が検出された場合に、散水ヘッド２１からの散水が行われる。また、火災感知器等によっても、水素ステーションにおける異常検出を行うことができる。さらに、店舗施設や事務所、あるいは水素関連施設などで異常が検出された場合、例えば、これらに設置される発信機が操作された場合や、水素漏洩が検出された場合、センサから火災などの出力がなされた場合などに、異常が検出されたものとして散水ヘッド２１から散水を行うようにしてもよい。

また、障壁２０について、上述の実施形態では、透明な素材で形成されるが、透光性を有する素材であれば、透明でなくてもよい。また、擦りガラスのように、光を散乱させる表面処理がされていてもよい。また、障壁２０の片面に散水ヘッド２１からの散水がされる場合において、上述の実施形態では、障壁２０の両面のうちディスペンサー４と対向する面に散水されるが、障壁２０の両面のうち道路と対向する面に散水できるように、散水ヘッド２１が配置されていてもよい。

また、散水ヘッド２１の一部について、ディスペンサー４側を向くように配置しておき、異常検出時には、散水ヘッド２１から障壁２０と共にディスペンサー４に対しても散水を行うようにしてもよい。

１ 道路
２ 隔壁
３ 隔壁
４ ディスペンサー
５ 防護壁装置
６ 店舗施設
１０ 燃料タンク
１１ 水素製造装置
１２ 圧縮機
１３ 貯蔵タンク
２０ 障壁
２１ 散水ヘッド
２２ 再循環ポンプ
２３ 水膜
２５ 給水配管

Claims (6)

1. 道路に面して地面に設置され水素を供給するディスペンサーを有する水素ステーションに設けられる防護壁装置であって、
   前記ディスペンサーと前記道路との間を前記ディスペンサーの全高に渡って自己の壁面で区画し、かつ、前記ディスペンサーの上方空間の少なくとも一部を開放空間とするものであって、前記ディスペンサーの道路に面する側に前記地面から上方に向けて立設され上端が開放された障壁と、
   前記障壁の表面に対して散水し水膜を形成する散水ヘッドと、を有することを特徴とする防護壁装置。
2. 水素を供給するディスペンサーを有する水素ステーションに設けられる防護壁装置であって、
   地面に立設され、上端部に前記ディスペンサー側に向かって折り返され、前記ディスペンサーの上方空間の一部を覆うと共に、前記ディスペンサーの上方空間の残りの一部を開放空間とする折り返し部を有する障壁と、
   前記折り返し部を含む前記障壁の表面に対して散水し水膜を形成する散水ヘッドと、を有することを特徴とする防護壁装置。
3. 前記障壁のうち前記水膜が形成される表面は、少なくとも一部に凹凸部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の防護壁装置。
4. 前記障壁は光透過性を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の防護壁装置。
5. 道路に面して地面に設置され水素を供給するディスペンサーと、
   前記ディスペンサーと前記道路との間を前記ディスペンサーの全高に渡って自己の壁面で区画し、かつ、前記ディスペンサーの上方空間の少なくとも一部を開放空間とするものであって、前記ディスペンサーの道路に面する側に前記地面から上方に向けて立設され上端が開放された障壁と、前記障壁の表面に対して散水し水膜を形成する散水ヘッドを有する防護壁装置と、
   を備えたことを特徴とする水素ステーション。
6. 水素を供給するディスペンサーと、
   地面に立設され、上端部に前記ディスペンサー側に向かって折り返され、前記ディスペンサーの上方空間の一部を覆うと共に、前記ディスペンサーの上方空間の残りの一部を開放空間とする折り返し部を有する障壁と、前記折り返し部を含む前記障壁の表面に対して散水し水膜を形成する散水ヘッドとを有する防護壁装置と、
   を備えたことを特徴とする水素ステーション。

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