(57)【要約】【課題】高い経済性、換気性および解放性を維持しつつ、外部への衝撃波の伝播を低減すること。【解決手段】水素ガス等のガス爆発に伴う衝撃波の発生源の周囲に設けられた防護壁２０であって、地面Ｇに対して垂直に設けられた垂直部２０ａと、垂直部２０ａの上部に水平に設けられ、衝撃波の進行方向に対して水平面を有する水平部２０ｂとを備えた防護壁２０であり、ガス爆発が発生した場合に、衝撃波Ｓが防護壁２０に到達すると水平部２０ｂで衝撃波の伝播が低減される。【選択図】        図１
2006022506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃波の発生源の周囲に設けられた防護壁であって、
地面に対して垂直に設けられた垂直部と、
前記垂直部の上部に水平に設けられ、前記衝撃波の進行方向に対して水平面を有する水平部と、
を備えたことを特徴とする防護壁。
【請求項２】
前記垂直部および前記水平部は、断面略Ｔ字形状であることを特徴とする請求項１に記載の防護壁。
【請求項３】
前記垂直部および前記水平部は、断面略逆Ｌ字形状であることを特徴とする請求項１に記載の防護壁。
【請求項４】
前記垂直部の途中から分岐し、前記衝撃波を回折させる回折部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の防護壁。
【請求項５】
衝撃波の発生源の周囲に設けられた防護壁であって、
地面に対して垂直に設けられた垂直部と、
前記垂直部の上部に設けられ、前記衝撃波を複数回、回折させる回折部と、
を備えたことを特徴とする防護壁。
【請求項６】
前記回折部は、前記垂直部の上部から２方向に分岐しており、前記垂直部および前記回折部は、断面略Ｙ字形状であることを特徴とする請求項５に記載の防護壁。
【請求項７】
前記回折部は、前記垂直部の途中から分岐しており、前記衝撃波を１回回折させ、前記垂直部および前記回折部は、断面略変形Ｙ字形状であることを特徴とする請求項５に記載の防護壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防護壁に関するものであり、特に、高い経済性、換気性および解放性を維持しつつ、外部への衝撃波の伝播を低減することができる防護壁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水素ガスは、周知のように、水素ガスボンベから漏洩した際に火気が存在すると、状況によって衝撃波を伴うガス爆発を引き起こす。水素ガスステーション内で水素が爆発し、強い衝撃波が水素ガスステーションの周辺の建物に伝播した場合には、窓ガラス等が破壊される可能性があるとともに、人体にも悪影響を及ぼす危険性がある。
【０００３】
そこで、従来では、水素ステーションの周辺に防護壁を設けたり、半地下式の水素ガスボンベ建物（特許文献１参照）を設ける等して、安全性を確保している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２７２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来においては、防護壁や水素ガスボンベ建物の壁を高くすると、敷地外へ伝播する衝撃波を低減することができるという利点を有しているが、経済性、換気性、開放性が悪化するという問題があった。すなわち、経済性では、防護壁を高くするとその分だけ設置コストが高くつくという問題が生じる。また、換気性では、水素ガスが漏洩した場合に、防護壁が高い分だけ換気が悪くなり、防護壁内に高濃度の水素ガスが滞留するという問題が生じる。さらに、開放性では、高い防護壁により圧迫感を覚えるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い経済性、換気性および解放性を維持しつつ、外部への衝撃波の伝播を低減することができる防護壁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、衝撃波の発生源の周囲に設けられた防護壁であって、地面に対して垂直に設けられた垂直部と、前記垂直部の上部に水平に設けられ、前記衝撃波の進行方向に対して水平面を有する水平部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、衝撃波の発生源の周囲に設けられた防護壁であって、地面に対して垂直に設けられた垂直部と、前記垂直部の上部に設けられ、前記衝撃波を複数回、回折させる回折部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、地面に対して垂直に設けられた垂直部と、垂直部の上部に水平に設けられ、衝撃波の進行方向に対して水平面を有する水平部とを備えた構成としたので、水平部で衝撃波の伝播が減衰されるため、従来に比して、防護壁を高くすることなく、必要な減衰が得られ、高い経済性、換気性および解放性を維持しつつ、外部への衝撃波の伝播を低減することができるという効果を奏する。
【００１０】
また、本発明によれば、地面に対して垂直に設けられた垂直部と、前記垂直部の上部に設けられ、前記衝撃波を複数回、回折させる回折部とを備えた構成としたので、回折部で複数回、衝撃波が回折されることにより、衝撃波の伝播が減衰されるため、従来に比して、防護壁を高くすることなく、必要な減衰が得られ、高い経済性、換気性および解放性を維持しつつ、外部への衝撃波の伝播を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる防護壁の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明にかかる一実施例による防護壁１０および防護壁２０、比較用の低防護壁１および高防護壁２の構成を示す側断面図である。同図において、防護壁１０は、一実施例に対応しており、垂直部１０ａと、垂直部１０ａの上端から分岐された分岐部１０ｂおよび分岐部１０ｃとが一体に構成されたＹ字型の防護壁である。この防護壁１０は、図２に示した水素ステーション３０の外周に、地面Ｇに対して垂直に設けられている。
【００１３】
防護壁２０は、一実施例に対応しており、垂直部２０ａと、垂直部２０ａの上部に水平に設けられた水平部２０ｂとが一体に構成されたＴ字型の防護壁である。この防護壁２０は、図２に示した水素ステーション３０の外周に地面Ｇに対して、垂直に設けられている。
【００１４】
低防護壁１および高防護壁２は、前述した従来の防護壁であり、防護壁１０および防護壁２０と比較するために図示されている。低防護壁１は、地面Ｇに対して垂直に設けられたＩ字型の防護壁である。低防護壁１の高さは、２ｍである。高防護壁２は、前述したように、従来の低防護壁１を高くしたＩ字型の防護壁であり、地面Ｇに対して垂直に設けられている。この高防護壁２の高さは、３ｍである。
【００１５】
ここで、防護壁１０および防護壁２０のそれぞれの高さは、従来の低防護壁１と同様にして、２ｍである。一実施例においては、Ｙ字型の防護壁１０またはＴ字型の防護壁２０を水素ステーション３０に採用することにより、従来の低防護壁１と同じ高さで、ガス爆発による衝撃波Ｓを低減することができる。
【００１６】
以下では、一実施例の効果について詳述する。発明者は、図２に示したモデルに基づいて、数値計算により模擬水素ガス爆発実験を行った。模擬水素ガス爆発実験では、図２に示したように、水素ガスボンベ４０が設けられた水素ステーション３０の外周に低防護壁１、高防護壁２、防護壁１０および防護壁２０（以下、総称して単に防護壁という）を順次設けた場合のガス爆発時における衝撃波Ｓによる爆風圧等をシミュレーションした。爆風圧は、計測点Ｐ１および計測点Ｐ２の２点で計測される。これらの計測点Ｐ１および計測点Ｐ２は、防護壁（水素ステーション３０）の外部の地点であり、水素ステーション３０周辺の民家等に対応している。
【００１７】
水素ガスボンベ４０から防護壁までの距離は、５ｍである。防護壁から計測点Ｐ１までの距離は、２ｍである。防護壁から計測点Ｐ２までの距離は、６ｍである。
【００１８】
図３は、模擬水素ガス爆発実験、すなわち、水素ガスボンベ４０でガス爆発を発生させて、衝撃波Ｓが伝播した場合における計測点Ｐ１での爆風圧の時間的変化を表すグラフである。図４は、同ガス爆発を発生させて、衝撃波Ｓが伝播した場合における計測点Ｐ２での爆風圧の時間的変化を表すグラフである。図５は、計測点Ｐ１および計測点Ｐ２における防護壁毎の爆風圧のピーク値と、低防護壁１（Ｉ字型）の計測値を基準としたときの性能比較を示す図表である。
【００１９】
図３において、特性線Ａ１は、図２に示した水素ステーション３０の外周に低防護壁１（図１参照）を設けた場合の爆風圧の時間的変化を表している。特性線Ａ２は、同外周に高防護壁２（図１参照）を設けた場合の爆風圧の時間的変化を表している。特性線Ａ３は、同外周に防護壁１０（図１参照）を設けた場合の爆風圧の時間的変化を表している。特性線Ａ４は、同外周に防護壁２０（図１参照）を設けた場合の爆風圧の時間的変化を表している。
【００２０】
図４において、特性線Ｂ１は、図２に示した水素ステーション３０の外周に低防護壁１（図１参照）を設けた場合の爆風圧の時間的変化を表している。特性線Ｂ２は、同外周に高防護壁２（図１参照）を設けた場合の爆風圧の時間的変化を表している。特性線Ｂ３は、同外周に防護壁１０（図１参照）を設けた場合の爆風圧の時間的変化を表している。特性線Ｂ４は、同外周に防護壁２０（図１参照）を設けた場合の爆風圧の時間的変化を表している。
【００２１】
図３および図５より、特性線Ａ３（防護壁１０に対応）のピーク値（爆風圧のピーク値）は、特性線Ａ１（低防護壁１に対応）のピーク値を２６％下回っている。また、特性線Ａ４（防護壁２０に対応）のピーク値（爆風圧のピーク値）は、特性線Ａ１（低防護壁１に対応）のピーク値を４２％下回っている。
【００２２】
また、図３および図５からは、特性線Ａ３および特性線Ａ４（防護壁１０および防護壁２０に対応）のピーク値（爆風圧のピーク値）が、特性線Ａ２（高防護壁２に対応）のピーク値に近似またはピーク値を下回っていることがわかる。特に、特性線Ａ４（２ｍの防護壁２０に対応）のピーク値は、特性線Ａ２（３ｍの高防護壁２に対応）のピーク値を下回っている。すなわち、防護壁２０は、高防護壁２よりも低いにもかかわらず、衝撃波Ｓを低減させる効果が高いということができる。
【００２３】
図４および図５より、特性線Ｂ３（防護壁１０に対応）のピーク値（爆風圧のピーク値）は、特性線Ｂ１（低防護壁１に対応）のピーク値を１４％下回っている。また、特性線Ｂ４（防護壁２０に対応）のピーク値（爆風圧のピーク値）は、特性線Ｂ１（低防護壁１に対応）のピーク値を２０％下回っている。
【００２４】
また、図４および図５からは、特性線Ｂ３および特性線Ｂ４（防護壁１０および防護壁２０に対応）のピーク値（爆風圧のピーク値）が、特性線Ｂ２（高防護壁２に対応）のピーク値に近似していることがわかる。
【００２５】
図６は、模擬水素ガス爆発実験におけるガス爆発から０．０１１７秒後、０．０１７６秒後、０．０２３秒後における各防護壁の周辺の圧力の等圧線を表すコンター図である。同図には、（１）低防護壁１、（２）防護壁１０および（３）防護壁２０についての圧力の時間的変化が図示されている。
【００２６】
Ｙ字型の防護壁１０においては、図７に示したように、回折点Ｐk1（分岐部１０ｂの端部）と回折点Ｐk2（分岐部１０ｃの端部）という２カ所で衝撃波Ｓの回折が発生することにより、地面Ｇの近傍での爆風圧が低くなることにより、上述した効果を奏する。
【００２７】
一方、Ｔ字型の防護壁２０においては、衝撃波Ｓの進行方向に対して水平面として機能する水平部２０ｂにより、下方へ伝播する衝撃波Ｓを低減させることにより、上述した効果を奏する。
【００２８】
ここで、Ｙ字型の防護壁１０においては、Ｖ字部（分岐部１０ｂおよび分岐部１０ｃ）が長いほど衝撃波Ｓの低減に効果が高い。また、Ｔ字型の防護壁２０においては、水平部２０ｂの水平面の長さが長いほど衝撃波Ｓの低減に効果が高い。
【００２９】
以上説明したように、一実施例によれば、地面Ｇに対して垂直に設けられた防護壁２０と、防護壁２０の上部に水平に設けられ、衝撃波Ｓの進行方向に対して水平面を有する水平部２０ｂとを備えた構成としたので、水平部２０ｂで衝撃波Ｓの伝播が減衰されるため、従来に比して、防護壁を高くすることなく、必要な減衰が得られ、高い経済性、換気性および解放性を維持しつつ、外部への衝撃波Ｓの伝播を低減することができる。
【００３０】
また、一実施例によれば、地面Ｇに対して垂直に設けられた垂直部１０ａと、垂直部１０ａの上部に設けられ、衝撃波Ｓを複数回、回折させる分岐部１０ｂおよび分岐部１０ｃ（回折部）とを備えた構成としたので、分岐部１０ｂおよび分岐部１０ｃで複数回、衝撃波Ｓが回折されることにより、衝撃波Ｓの伝播が減衰されるため、従来に比して、防護壁を高くすることなく、必要な減衰が得られ、高い経済性、換気性および解放性を維持しつつ、外部への衝撃波Ｓの伝播を低減することができる。
【００３１】
以上本発明にかかる一実施例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこの一実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３２】
例えば、前述した一実施例においては、図７に示したように、Ｙ字型の防護壁１０と、Ｔ字型の防護壁２０とを例にとって説明したが、水平面を持たせて下方への衝撃波Ｓの伝播を低減する方法や、衝撃波Ｓを複数回、回折させて下方向への伝播を低減させる方法、これらの方法の組み合わせを実現するための形状であれば、防護壁１０や防護壁２０の形状に限定されない。例えば、一実施例においては、図８に示した防護壁５０および防護壁６０や、図９に示した防護壁７０および防護壁８０を用いてもよい。
【００３３】
図８に示した防護壁５０は、垂直部５０ａと、垂直部５０ａの上部に同図左方に突出するように水平に設けられた水平部５０ｂとが一体に構成された逆Ｌ字型の防護壁である。一方、防護壁６０は、垂直部６０ａと、垂直部６０ａの上部途中から同図左上斜めに分岐するように設けられた分岐部６０ｂとが一体に構成された変形Ｙ字型の防護壁である。
【００３４】
図９に示した防護壁７０および防護壁８０は、図８に示した防護壁５０と防護壁６０とを複合させた防護壁である。すなわち、防護壁７０は、垂直部７０ａと、垂直部７０ａの上部に水平に同図左方に突出するように設けられた水平部７０ｂと、垂直部７０ａの上部途中から同図右斜め上に分岐するように設けられた分岐部７０ｃとが一体に構成された第１複合型の防護壁である。分岐部７０ｃでは、衝撃波Ｓが回折される。
【００３５】
一方、防護壁８０は、垂直部８０ａと、垂直部８０ａの上部に水平に同図右方に突出するように設けられた水平部８０ｂと、垂直部８０ａの上部途中から同図左斜め上に分岐するように設けられた分岐部８０ｃとが一体に構成された第２複合型の防護壁である。分岐部８０ｃの先端および水平部８０ｂの後方端では、衝撃波Ｓが回折される。
【００３６】
また、一実施例においては、水素ガスのガス爆発への適用例について説明したが、衝撃波の低減を目的とするものであればいかなる用途にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる防護壁は、水素ガスステーション等における爆発に対して、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明にかかる一実施例による防護壁１０および防護壁２０、比較用の低防護壁１および高防護壁２の構成を示す側断面図である。
【図２】同一実施例における模擬水素ガス爆発実験の環境を示す図である。
【図３】図２に示した水素ガスボンベ４０でガス爆発を発生させて、衝撃波Ｓが伝播した場合における計測点Ｐ１での爆風圧の時間的変化を表すグラフである。
【図４】図２に示した水素ガスボンベ４０でガス爆発を発生させて、衝撃波Ｓが伝播した場合における計測点Ｐ２での爆風圧の時間的変化を表すグラフである。
【図５】図２に示した計測点Ｐ１および計測点Ｐ２における防護壁毎の爆風圧のピーク値と、低防護壁１（Ｉ字型）の計測値を基準としたときの性能比較を示す図表である。
【図６】模擬水素ガス爆発実験におけるガス爆発から０．０１１７秒後、０．０１７６秒後、０．０２３秒後における各防護壁の周辺の圧力の等圧線を表すコンター図である。
【図７】同一実施例による防護壁１０および防護壁２０における衝撃波Ｓの伝搬を低減する原理を説明する側断面図である。
【図８】一実施例の変形例による防護壁５０および防護壁６０の構成を示す側断面図である。
【図９】一実施例の変形例による防護壁７０および防護壁８０の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  防護壁
１０ａ  垂直部
１０ｂ  分岐部
１０ｃ  分岐部
２０  防護壁
２０ａ  垂直部
２０ｂ  水平部
３０  水素ステーション
４０  水素ガスボンベ
５０  防護壁
５０ａ  垂直部
５０ｂ  水平部
６０  防護壁
６０ａ  垂直部
６０ｂ  分岐部
７０  防護壁
７０ａ  垂直部
７０ｂ  水平部
７０ｃ  分岐部
８０  防護壁
８０ａ  垂直部
８０ｂ  水平部
８０ｃ  分岐部
【図１】
2006022506.tif 000003
【図２】
2006022506.tif 000004
【図３】
2006022506.tif 000005
【図４】
2006022506.tif 000006
【図５】
2006022506.tif 000007
【図６】
2006022506.tif 000008
【図７】
2006022506.tif 000009
【図８】
2006022506.tif 000010
【図９】
2006022506.tif 000011