(57)【要約】【課題】  水素の火炎から放射される紫外線を検出することで、水素による火炎の発生を検知する水素火炎検知器を備えた水素ステーションを提供する。【解決手段】  紫外線を透過可能な容器を備え、前記容器内には、気密に封入された不活性ガスと、カソードと、アノードを備えており、前記カソードおよびアノード間は、前記容器外に備えられた制御部において任意のパルス電圧が印加されており、紫外線による光電効果を用いて火炎の発生を検知する水素ステーション用火炎検知器と、液体水素及び圧縮水素を計量して車両に供給する水素供給手段と、前記液体水素または圧縮水素を貯蔵する貯蔵部と、前記火炎検知手段を制御する制御部と、前記水素供給手段、前記貯蔵部、前記火炎検知手段および前記制御部の動作を制御する管理部を備えることを特徴とする水素ステーションとした。【選択図】      図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を透過可能な容器を備え、
前記容器内には、
気密に封入された不活性ガスと、
カソードと、
アノードを備えており、
前記カソードおよびアノード間は、前記容器外に備えられた制御部において任意のパルス電圧が印加されている
ことを特徴とする水素ステーション用火炎検知器。
【請求項２】
液体水素及び圧縮水素を計量して車両に供給する水素供給手段と、
前記液体水素または圧縮水素を貯蔵する貯蔵部と、
紫外線を感知することで火炎を検知する火炎検知手段と、
前記火炎検知手段を制御する制御部と、
前記水素供給手段、前記貯蔵部、前記火炎検知手段および前記制御部の動作を制御する管理部を備える
ことを特徴とする水素ステーション。
【請求項３】
前記火炎検知手段は、請求項１に記載の水素ステーション用火炎検知器である
ことを特徴とする請求項２に記載の水素ステーション。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水素の火炎を検知する火炎検知器およびこれを備えた水素ステーションに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の影響による地球温暖化が大きな問題となっている。そして、様々な分野において二酸化炭素の排出量削減対策がとられている。その一つとして、自動車エンジンの水素エンジン化が挙げられる。水素エンジンとは、ガソリンの代わりに水素を燃焼することで駆動力を得るエンジンであり、エンジン内での燃焼後に排出される物質がほとんど水だけであるため、環境保護の面で優れた次世代エンジンとしての効果が大いに期待されている。
【０００３】
さて、水素エンジンはガソリンエンジンと同様に、燃料を燃焼することにより駆動力を得る。水素エンジンにおける燃料は水素であり、ガソリンエンジンと同様に、走行を続けることでその燃料は減少していく。よって継続して走行するためには水素を供給する必要がある。
以上のことを鑑みると、水素エンジンを使用した自動車が普及するためには、水素を補給する水素ステーションの整備が欠かせない。
【０００４】
ここで水素ステーションを設置するとなると、その水素ステーションには多くの水素が貯蔵されていることとなる。そして、現在普及しているガソリンスタンドと同様、火災に対する対策は十分になされている必要がある。近年、静電気などによるガソリンスタンドでの発火事故は実際に発生しており、もし、水素ステーションにおいてこのような発火が発生した場合に、発生した火炎が貯蔵されている水素にも引火すると、その被害は非常に大きなものとなってしまうからである。
この問題に対する対策の一つとして、既存のガソリンスタンドでは赤外線センサーが設置されている（特開平１０−１３９１００号公報参照）。赤外線センサーとは、火炎の熱源から放射される赤外線を感知することで火炎を検知する構成である。赤外線センサーを設置することで初期状態での発火を検知することができ、迅速な対応をとることが可能となり、結果として二次災害の予防に大きく役立つのである。
しかし、この赤外線センサーでは水素の火炎を検知することは困難である。というのも、水素の火炎はほとんど無色であり、赤外線は放射していないからである。
【特許文献１】特開平１０‐１３９１００号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
このような不都合を解決するため、本願発明は、水素ステーションにおいて、水素の火炎から放射される紫外線を検出することで、水素による火炎の発生を検知する水素火炎検知器を提供することを目的とする。
【０００６】
さらに、前記水素火炎検知器を備えた水素ステーション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】
上記目的を達成するために、請求項１の考案は、紫外線を透過可能な容器を備え、前記容器内には、気密に封入された不活性ガスと、カソードと、アノードを備えており、前記カソードおよびアノード間は、前記容器外に備えられた制御部において任意のパルス電圧が印加されていることを特徴とする水素ステーション用火炎検知器である。
【０００８】
又、請求項２の考案は、液体水素及び圧縮水素を計量して車両に供給する水素供給手段と、前記液体水素または圧縮水素を貯蔵する貯蔵部と、紫外線を感知することで火炎を検知する火炎検知手段と、前記火炎検知手段を制御する制御部と、前記水素供給手段、前記貯蔵部、前記火炎検知手段および前記制御部の動作を制御する管理部を備えることを特徴とする水素ステーションである。
【０００９】
さらに好ましくは、前記火炎検知手段は、請求項１に記載の水素ステーション用火炎検知器であるとよい。
【考案の効果】
【００１０】
上記した本考案によれば、肉眼や赤外線センサーでは検知が困難な水素の火炎を検知する設備を備えているので、出火事故の際の迅速な消火活動および二次災害防止において優れた水素ステーションを提供することが可能となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本考案の火炎検知器および水素ステーションについて、図示例と共に説明する。
【００１２】
火炎検知器１を図１に示す。外側は石英ガラス２に覆われている。石英ガラス２内部には、紫外線のみに感度を持つカソード（光電面）３とアノード４が離れて配置されており、さらにアルゴンなどのガスが封入されている。カソード３とアノード４にはそれぞれ導線が接続されており、これらの導線は石英ガラス２の底部から外部へと延びており、制御部５と接続されている。
【００１３】
本考案における火炎検知器１は、光電効果によって火炎の発生を検知する。動作原理は以下の通りである。
火炎検出器１において、紫外線のみに感度を持つカソード（光電面）３とアノード４の間に、あらかじめパルス電圧を印加しておく。この状態で火炎検知器１の検知有効範囲内において水素による火炎が発生すると、火炎からは紫外線が放出される。放出された紫外線が火炎検知器のカソード３に入射すると、光電効果によりカソード３から光電子が放出される。光電子は電界によってアノード４に引き寄せられる。ここで印加電圧を高くし、電界を強くすると、光電子は十分加速され管内のガス分子と衝突しこれを電離するまでに至る。電離によって発生した電子と正イオンのうち、電子はさらに他のガス分子と衝突・電離を繰り返し、アノード４に達する。一方、正イオンはカソード３に向かって加速され、カソード３に衝突して多くの２次電子を発生する。この繰り返しで、カソード３−アノード４間に急激に大きな電流が流れ、放電状態となる。
【００１４】
制御部５はこの放電電流が一定の条件に達すると、「火炎検知」という結果を出力するのだが、この条件は制御部５にて変更が可能である。具体的には、「火炎検知」出力条件として、例えば『１０ステップにわたって、５０ｍＡの大きさの放電電流を検知したら「火炎検知」という結果を出力する』というものが考えられるが、この条件における「１０ステップ」の「１０」を「５」に変更したり、「５０ｍＡ」の「５０」を「１００」に変更する、といったものが考えられる。変更可能なパラメータは、この他にもパルス電圧の波形、パルス幅や周期などが考えられる。
【００１５】
このような設定変更を行うことで、水素の火炎から放射された紫外線のみを火炎検知器１が検知するようにすることができる。というのも、本実施例の火炎検知器１は、前述したとおり紫外線を検知することにより「火炎検知」の出力をするのであって、その紫外線の発生源が火炎かどうかまでは判断し得ないからである。この一例として、雷が挙げられる。
雷が発生すると、雷の光に含まれる紫外線が放射される。そして、この紫外線が本願火炎検知器１に入射することで、１ステップのみ放電電流が検出されたとする。この時、「火炎検知」の出力をする条件として最低ステップ数を設定していないとすると、雷発生時の１ステップを検出したことにより、制御部５は「火炎検知」の出力をしてしまう。
しかし、出力条件として、『５ステップ以上連続で放電電流を検出した場合、「火炎検出」の結果を出す』という設定をしておくと、この例の雷による「火炎検出」の誤作動は発生しない。
この他にも、太陽光、ハロゲンランプなど、出力条件に影響を与える要因は多数考えられる。よって、上記出力条件は、使用環境によって適宜変更していく必要がある。
【００１６】
図２は前記火炎検知器１を備えた水素ステーションの実施の形態を示す概略的な構成図である。また、図３は本考案による水素ステーションの実施の形態を示すブロック図である。
水素ステーション６は主に、水素を供給する水素供給器７と、火炎を検知する火炎検知器１、火炎検知器１を制御する制御部５からなる。また、水素ステーション６の地下部分に水素を貯蔵する貯蔵タンク８と水素精製装置９を備えている。そして、これらの設備の動作を制御する管理部１０を備えている。この管理部１０は、さらに電話線やインターネットなどの回線網に接続されている。
【００１７】
水素は水素精製装置９によって精製され、貯蔵タンク８に貯蔵される。貯蔵方法は、圧縮水素の状態で保存される方法、および水素貯蔵合金を用いる方法などがある。そして、水素供給器７により水素エンジン自動車等の車両に供給される。
【００１８】
本実施例においては、火炎検知器１は図２に示す通りの場所に設置されているが、水素ステーション６を概ね見渡せる場所であれば、適宜場所変更が可能である。また、火炎検知器は火炎を検知することができる有効範囲が限られているため、設置する火炎検知器の数は水素ステーションの大きさに応じて適宜変更させる。
【００１９】
上述したように、制御部５において「火炎検知」という結果が管理部１０に出力されるのだが、管理部１０はこの出力に応じて、、例えば水素供給器２の水素供給動作を停止させるとよい。このような構成をとることで、被害の拡大を防止することができる。
また、管理部１０は、光、音を用いて近隣に危険を警告する構成にすることも考えられる。具体的には回転灯、サイレンなどを作動させることが考えられる。このような構成をとることで、近隣の住民に危険を警告し、迅速な避難を呼びかけることで被害の拡大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案の火炎検知器を実施する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本考案の水素ステーションを実施する形態の一例を示す外観図である。
【図３】本考案の水素ステーションを実施する形態の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  火炎検知器
２  石英ガラス
３  カソード
４  アノード
５  制御部
６  水素ステーション
７  水素供給器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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