(57)【要約】【課題】雨水等の浸入及び火災の発生の双方を充分に抑制できる可燃性ガス放出管、及び可燃性ガス放出システムを提供すること。【解決手段】水素ガス放出管１０は、発電機から排出される水素ガスを外界へ放出するために用いられる。水素ガス放出管１０は、基端部１１１が発電機に連通され、反重力方向に延びる管本体部１１と、この管本体部１１の他端１１３に設けられ、反重力方向から屈曲して延びる屈曲部１３と、基部１５１が屈曲部１３の先端１３１に設けられ、外界へ解放される放出口１６が先端１５３に位置する放出部１５と、を備える。屈曲部１３は、他端１１３から反重力方向から約１８０°屈曲し、更に水平方向へと屈曲して基部１５１に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガス源から排出される可燃性ガスを外界へ放出するために用いられる可燃性ガス放出管であって、
一端が前記可燃性ガス源に連通され、所定方向に延びる管本体部と、
前記管本体部の他端に設けられ、前記所定方向から屈曲して延びる屈曲部と、
一端が前記屈曲部の先端に設けられ、外界へ解放される放出口が他端に位置する放出部と、を備え、
前記屈曲部は、前記管本体部の他端から前記所定方向から９０°を超えて屈曲し、更に前記所定方向に略直交する方向へと屈曲して前記放出部の一端に接続される可燃性ガス放出管。
【請求項２】
前記屈曲部の先端は、前記管本体部の他端よりも前記所定方向の反対方向側に位置する請求項１記載の可燃性ガス放出管。
【請求項３】
前記放出部の他端は、外界へ向けて拡径するラッパ状に形成されている請求項１又は２記載の可燃性ガス放出管。
【請求項４】
前記放出部は、前記放出口を覆う網目状のメッシュを有する請求項１から３いずれか記載の可燃性ガス放出管。
【請求項５】
前記管本体部、前記屈曲部、及び前記放出部を電気的に接地させる接地手段を更に備える請求項１から４いずれか記載の可燃性ガス放出管。
【請求項６】
請求項１から５いずれか記載の可燃性ガス放出管と、前記可燃性ガス源と、を備える可燃性ガス放出システムであって、
前記管本体部は、前記所定方向が反重力方向と略一致するように設置されていることを特徴とする可燃性ガス放出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素等の可燃性ガスを放出するために用いられる管、及び可燃性ガスを放出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電機を冷却する気体として、冷却効果が高く風損の少ない水素ガスを使用する水素ガス冷却式発電機が知られている。水素ガス冷却式発電機は、発電中においては水素ガスが封入されているが、定期点検等の際、発電機内の水素ガスを大気圧の空気に置換したうえで内部点検される。
【０００３】
空気に置換するためには、水素ガスを発電機から外界へと放出する必要がある。そこで、発電機に水素ガス放出管を設け、この水素ガス放出管を介して水素ガスを外界へと放出する機構が、通常採用される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、従来例に係る水素ガス放出管９００の側面図である。
水素ガス放出管９００は、略直線状に延びる中空の本体部９１０を有する。この本体部９１０は、図示しない発電機に連通された基端部９１１と、放出口９２０を介して外界へと解放された先端部９１３と、を有する。本体部９１０は、基端部９１１と先端部９１３との間で約１８０°屈曲し、これにより、全体として略Ｊ字状に形成されている。
【０００５】
水素ガス放出管９００は、基端部９１１が反重力方向（図４における上方向）に延び、先端部９１３が重力方向（図４における下方向）に延びるように設置される。これにより、放出口９２０は、重力方向側へと開口している。
【０００６】
このような水素ガス放出管９００は、次のように使用される。まず、発電機に収容された水素ガスを基端部９１１へと導入する。すると、導入された水素ガスは、基端部９１１から先端部９１３へと流れ、やがて、放出口９２０から外界へと放出される。
【０００７】
ここで、基端部９１１が発電機に連通されているので、雨水等が水素ガス放出管９００に浸入すると、やがて発電機へと移行し、不具合をもたらすことが懸念される。しかし、水素ガス放出管９００によれば、放出口９２０が重力方向へと開口しているので、重力方向へと降ってくる雨水は、水素ガス放出管９００の内部に浸入できない。このようにして、雨水等の浸入を抑制できる。
【特許文献１】特開２０００−２０９８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述した水素ガス放出管には、次のような問題がある。
即ち、本体部９１０の内壁には、錆等の異物がある程度付着している。このような異物は、水素ガスの流れで剥がれ、水素ガスとともに外界へと放出される。放出口９２０が重力方向へと開口しているので、放出口９２０から放出された異物は、水素ガス放出管９００の近傍に載置された物品に衝突する場合がある。すると、物品の非接地金属に静電気が帯電し、アーク放電により水素ガスが着火し、火災を誘発するおそれがある。
【０００９】
このように、雨水等の浸入を抑制すること、及び火災の発生を抑制することは、互いに相反する関係にあることから、双方を同時に解決することはできなかった。
【００１０】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、雨水等の浸入及び火災の発生の双方を充分に抑制できる可燃性ガス放出管、及び可燃性ガス放出システム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】
【００１１】
本発明は、具体的には、以下のようなものを提供する。
【００１２】
（１）  可燃性ガス源から排出される可燃性ガスを外界へ放出するために用いられる可燃性ガス放出管であって、
一端が前記可燃性ガス源に連通され、所定方向に延びる管本体部と、
前記管本体部の他端に設けられ、前記所定方向から屈曲して延びる屈曲部と、
一端が前記屈曲部の先端に設けられ、外界へ解放される放出口が他端に位置する放出部と、を備え、
前記屈曲部は、前記管本体部の他端から前記所定方向から９０°を超えて屈曲し、更に前記所定方向に略直交する方向へと屈曲して前記放出部の一端に接続される可燃性ガス放出管。
【００１３】
（１）の発明によれば、可燃性ガス放出管は、以下のように使用される。
まず、管本体部の一端を可燃性ガス源に連通させる。続いて、可燃性ガス源から管本体部へと可燃性ガスを導入する。すると、導入された可燃性ガスは、管本体部、屈曲部、放出部へと順次流れ、やがて放出口から外界へと放出される。
【００１４】
ここで、放出部を、所定方向に略直交する方向へと屈曲する一端に接続したので、放出口は管本体部から離間する方向に開口する。このため、放出口から放出される可燃性ガス及び異物が管本体部に衝突する可能性が低減されるので、火災の発生を充分に抑制できる。
【００１５】
また、所定方向が反重力方向となる姿勢で可燃性ガス放出管を設置すれば、放出口が水平方向に開口する。よって、重力方向へと降ってくる雨水は、可燃性ガス放出管の内部に浸入できない。
【００１６】
ただし、気象条件によっては、ある程度の雨水等が放出部及び屈曲部内に入り込む場合も考えられる。そこで、屈曲部を、管本体部の他端から所定方向から９０°を超えて屈曲させたので、屈曲部は、水平方向よりも重力方向側へと屈曲する。これにより、屈曲部の下壁は、管本体部の他端よりも重力方向側に位置することになる。よって、雨水等は重力に逆らって屈曲部の下壁を乗り越えなければ、管本体部に移動することはできない。従って、雨水等の浸入を充分に抑制できる。
【００１７】
（２）  前記屈曲部の先端は、前記管本体部の他端よりも前記所定方向の反対方向側に位置する（１）記載の可燃性ガス放出管。
【００１８】
（２）の発明によれば、屈曲部の先端が、管本体部の他端よりも反対方向側に位置するよう構成した。このため、所定方向が反重力方向となる姿勢で可燃性ガス放出管を設置すると、屈曲部の先端が管本体部の他端よりも重力方向側に位置することになる。即ち、屈曲部の下壁のみならず、屈曲部の先端全体が管本体部の他端よりも重力方向側に位置する。
【００１９】
これにより、強風に運ばれて雨水等が屈曲部内に略水平方向に入り込んだとしても、必ず屈曲部の下壁に衝突する。このため、雨水等が管本体部の他端へと直接浸入することが妨害されるので、雨水等の浸入をより充分に抑制できる。
【００２０】
（３）  前記放出部の他端は、外界へ向けて拡径するラッパ状に形成されている（１）又は（２）記載の可燃性ガス放出管。
【００２１】
（３）の発明によれば、放出部の他端をラッパ状に形成したので、放出口が水平方向に開口する姿勢において、放出部の下壁は、重力方向へと傾斜する。これにより、雨水等は、放出部の内部に一旦浸入したとしても、放出部の下壁を伝って外界へと速やかに排出される。よって、雨水等の浸入をより充分に抑制できる。
また、放出部の他端が直線の管状のものに比べ、可燃性ガス及び異物が、その放出速度が抑えられるため、広範囲に拡散する。これにより、火災の発生をより充分に抑制できる。
【００２２】
（４）  前記放出部は、前記放出口を覆う網目状のメッシュを有する（１）から（３）いずれか記載の可燃性ガス放出管。
【００２３】
万一、外界へと放出された可燃性ガスが発火した場合、逆火現象が発生することが懸念される。
そこで（４）の発明によれば、放出口をメッシュで覆ったので、可燃性ガス放出管内への火の逆流が抑制される。よって、安全性をより向上できる。
【００２４】
（５）  前記管本体部、前記屈曲部、及び前記放出部を電気的に接地させる接地手段を更に備える（１）から（４）いずれか記載の可燃性ガス放出管。
【００２５】
（５）の発明によれば、接地手段を更に設けたので、管本体部、屈曲部、及び放出部への静電気の帯電が防止される。よって、アーク放電が抑制されるので、火災の発生をより充分に抑制できる。
【００２６】
なお、（１）から（４）いずれか記載の可燃性ガス放出管は、従来のものに比べ、可燃性ガスの流路が屈曲しているため、可燃性ガスと放出管の内壁との衝突回数が増す。よって、錆等の異物が剥がれやすいため、火災発生に関して留意する必要がある。また、（４）記載の可燃性ガス放出管においては、異物とメッシュとが高頻度で衝突するため、メッシュに静電気が帯電しやすく、とりわけ留意が必要である。（５）の発明は、このような懸念を払拭し、雨水等の浸入と安全性とを極めて高いレベルで達成するものである。
【００２７】
（６）  （１）から（５）いずれか記載の可燃性ガス放出管と、前記可燃性ガス源と、を備える可燃性ガス放出システムであって、
前記管本体部は、前記所定方向が反重力方向と略一致するように設置されていることを特徴とする可燃性ガス放出システム。
【００２８】
（６）の発明によれば、（１）から（５）いずれか記載の可燃性ガス放出管を設けたので、（１）から（５）の発明と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、放出部を、所定方向に略直交する方向へと屈曲する一端に接続したので、放出口は管本体部から離間する方向に開口する。このため、放出口から放出される可燃性ガス及び異物が管本体部に衝突する可能性が低減されるので、火災の発生を充分に抑制できる。
また、所定方向が反重力方向となる姿勢で可燃性ガス放出管を設置すれば、放出口が水平方向に開口する。よって、重力方向へと降ってくる雨水は、可燃性ガス放出管の内部に浸入できない。更に、屈曲部を、管本体部の他端から所定方向から９０°を超えて屈曲させたので、屈曲部は、水平方向よりも重力方向側へと屈曲する。これにより、屈曲部の下壁は、管本体部の他端よりも重力方向側に位置することになる。よって、雨水等は重力に逆らって屈曲部の下壁を乗り越えなければ、管本体部に移動することはできない。従って、雨水等の浸入を充分に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態以外の各実施形態の説明において、第１実施形態と共通するものについては、同一符号を付し、その説明を省略若しくは簡略化する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る水素ガス放出管１０の側面図である。図２は、図１の部分斜視図である。
【００３２】
可燃性ガス放出管としての水素ガス放出管１０は、略直線状に延びる管本体部１１を備え、この管本体部１１は、図示しない可燃性ガス源としての発電機に連通された基端部１１１を一端側に有する。また、水素ガス放出管１０は、管本体部１１の他端１１３に設けられた屈曲部１３と、この屈曲部１３の先端１３１に設けられた放出部１５と、を更に備える。これら管本体部１１、屈曲部１３、及び放出部１５は、いずれも中空の管状部材であり、各々の内部が連通して水素ガスの流路を形成する。
【００３３】
なお、発電機は、水素ガス冷却式発電機であり、可燃性ガスとしての水素ガスが内部に充填されている（例えば、前述の特許文献１参照）。この発電機、及び水素ガス放出管１０は、可燃性ガス放出システムを構成する。
【００３４】
［管本体部］
管本体部１１の形状は、特に限定されるものではないが、水素ガスの流れを阻害しない点で、本実施形態のような略直線状であることが好ましい。管本体部１１は、減肉のおそれが少ないことから肉薄であってよく、例えば、内径２７．２ｍｍ、外径３４．０ｍｍの管状部材で構成されてよい。このような寸法の管は、汎用性に優れ且つ安価である点でも好ましい。
【００３５】
［屈曲部］
屈曲部１３は、他端１１３から管本体部１１の軸方向ＡＸから約９０°を超え、本実施形態では約１８０°屈曲する第１屈曲部１３３と、管本体部１１の軸方向ＡＸに略直交する方向へと屈曲する第２屈曲部１３５と、を有する。これら第１屈曲部１３３と第２屈曲部１３５との間には、第１屈曲部１３３が屈曲する方向へと延びる安全部１３７が設けられ、この安全部１３７を介して第１屈曲部１３３及び第２屈曲部１３５が滑らかに接続されている。これにより、屈曲部１３は、先端１３１の上壁１３２が、管本体部１１の他端１１３よりも高度差Ｌの分だけ、軸方向ＡＸの反対方向Ｒ側に配置される。
【００３６】
なお、高度差Ｌは、小さすぎると、基端部１１１への異物の浸入を充分には抑制できず、大きすぎると、後述する放出口１６の位置が低くなり好ましくない。そこで、高度差Ｌは、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが好ましく、例えば３００ｍｍであってよい。
【００３７】
屈曲部１３は、特に限定されるものではないが、水素ガスの流れを阻害しない点で、滑らか且つ連続的に屈曲する形状であることが好ましい。なお、屈曲部１３の最頂部１３９には、内部を流れる水素ガスが激しく衝突することになるが、上述のような形状は、水素ガスと最頂部１３９との衝突を緩和し、最頂部１３９の消耗を低減できる点でも好ましい。
【００３８】
［放出部］
放出部１５は一端に基部１５１を有し、この基部１５１は先端１３１に設けられている。また、放出部１５の先端１５３には外界へ解放された放出口１６が形成されている。この放出口１６の開口方向Ｐは、本実施形態では、軸方向ＡＸに略直交する。
【００３９】
放出口１６は、網目状のメッシュ１５５で覆われている。このメッシュ１５５としては、外界からの異物の浸入を抑制でき且つ水素ガスの放出を阻害しない点で、２０メッシュ以上４０メッシュ以下のものが好ましく、例えば、４０メッシュのものが使用できる。
【００４０】
また、放出部１５は、ラッパ状に形成され、基部１５１から先端１５３へ（即ち、外界へ向けて）と拡径している。本実施形態では、基部１５１の内径２７．２ｍｍ、外径３４．０ｍｍ、先端１５３の内径５２．７ｍｍ、外径６０．５ｍｍといった寸法が採用されている。
【００４１】
屈曲部１３及び放出部１５は、放出口１６と管本体部１１の側面との最短距離Ｍが、所望の距離となるように設計される。即ち、最短距離Ｍが短すぎると、放出口１６から放出された異物が管本体部１１に衝突するおそれがある一方、最短距離Ｍが長すぎると、不経済である。そこで、最短距離Ｍは、５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
また、最短距離Ｍは、水素ガスの放出速度や、水素ガス放出管１０の周囲環境（例えば、水素ガス放出管１０の周囲に非接地物がある）等も考慮して、所望の安全度が得られるよう適宜設定されてよい。なお、放出口１６からの輻射熱が高い（例えば、４０００ｋｃａｌを超える）範囲については、人間が立ち入らないように喚起する標識や設備が設けられていてよい。例えば、放出口の高さが２．５ｍのとき、放出口からの水平距離が９ｍの範囲については、人間が立ち入らないことが好ましい。
【００４３】
水素ガス放出管１０は、先端１５３に設けられたアース線１７を更に備える。このアース線１７は後述する導電性の接地棒１８へと延びる。これにより、放出部１５、並びにこの放出部１５に電気的に接続された屈曲部１３及び管本体部１１が、電気的に接地されることになる。即ち、アース線１７及び接地棒１８は、接地手段を構成する。
【００４４】
これら管本体部１１、屈曲部１３、放出部１５は、任意の素材で形成されてよいが、錆の発生等を抑制でき且つ安価な点で、ステンレス鋼が好ましい。具体的には、「ＳＵＳ３０４」で形成されてよい。
【００４５】
［設置方法］
水素ガス放出管１０は、例えば、発電機を収容する発電所５０に設置される。即ち、発電所５０の外壁５１には、挿通孔５３が形成されており、この挿通孔５３に管本体部１１が挿通される。これにより、水素ガス放出管１０の放出部１５は、発電所５０の外部に配置される。
【００４６】
挿通孔５３は、管本体部１１の外径よりも大きく形成され、外壁５１と管本体部１１との間には隙間が存在する。そこで、挿通孔５３の上部を覆う閉止部１９が設けられ、この閉止部１９により隙間が閉止されている。これにより、隙間から雨水等の異物が発電所５０の内部へと浸入するのを抑制できる。
【００４７】
ここで、水素ガス放出管１０は、軸方向ＡＸが反重力方向、反対方向Ｒが重力方向、開口方向Ｐが水平方向に各々一致する姿勢に保たれる。これにより、管本体部１１は反重力方向に延びるとともに、屈曲部１３は、第１屈曲部１３３で重力方向へと屈曲し、更に第２屈曲部１３５で水平方向へと屈曲して基部１５１に接続される。また、放出口１６は水平方向へと開口する。
【００４８】
［使用方法］
以上のように設置された水素ガス放出管１０は、次のように使用される。まず、発電機の内部に充填された水素ガスを基端部１１１へと導入する。すると、管本体部１１、屈曲部１３、放出部１５の内部が連通しているので、導入された水素ガスは、基端部１１１から他端１１３、更に屈曲部１３及び放出部１５を経て、放出口１６から外界へと放出される。
【００４９】
本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
【００５０】
（１）放出部１５を、軸方向ＡＸに略直交する方向へと屈曲する先端１３１に接続したので、放出口１６の開口方向Ｐは管本体部１１から離間する方向となる。このため、放出口１６から放出される水素ガス及び異物が管本体部１１に衝突する可能性が低減されるので、火災の発生を充分に抑制できる。
また、軸方向ＡＸが反重力方向となる姿勢で水素ガス放出管１０を設置すれば、放出口１６が水平方向に開口する。よって、重力方向へと降ってくる雨水は、水素ガス放出管１０の内部に浸入できない。更に、屈曲部１３を、管本体部１１の他端１１３から軸方向ＡＸから１８０°屈曲させたので、屈曲部１３は重力方向へと屈曲する。これにより、屈曲部１３の下壁は、管本体部１１の他端１１３よりも重力方向側に位置することになる。よって、雨水等は重力に逆らって屈曲部１３の下壁を乗り越えなければ、管本体部１１に移動することはできない。従って、雨水等の浸入を充分に抑制できる。
【００５１】
（２）第１屈曲部１３３と第２屈曲部１３５との間に、反対方向Ｒへと延びる安全部１３７を設けた。このため、軸方向ＡＸが反重力方向となる姿勢で水素ガス放出管１０を設置すると、屈曲部１３の先端１３１全体が他端１１３よりも重力方向側に位置する。
これにより、強風に運ばれて雨水等が屈曲部１３内に略水平方向に入り込んだとしても、必ず安全部１３７の内壁に衝突する。このため、雨水等が管本体部１１の他端１１３へと直接浸入することが妨害されるので、雨水等の浸入をより充分に抑制できる。
【００５２】
（３）放出部１５をラッパ状に形成したので、放出口１６が水平方向に開口する姿勢において、放出部１５の下壁は重力方向へと傾斜する。これにより、雨水等は、放出部１５の内部に一旦浸入したとしても、放出部１５の下壁を伝って外界へと速やかに排出される。よって、雨水等の浸入をより充分に抑制できる。
また、可燃性ガス及び異物が、その放出速度が抑えられるため、広範囲に拡散する。これにより、火災の発生をより充分に抑制できる。
【００５３】
（４）放出口１６をメッシュ１５５で覆ったので、水素ガス放出管１０内への火の逆流が抑制される。よって、安全性をより向上できる。
【００５４】
（５）アース線１７及び接地棒１８を更に設けたので、管本体部１１、屈曲部１３、及び放出部１５への静電気の帯電が防止される。よって、アーク放電が抑制されるので、火災の発生をより充分に抑制できる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る水素ガス放出管１０Ａの部分拡大側面図である。本実施形態は、屈曲部１３Ａの形状において、第１実施形態と異なる。
【００５６】
即ち、第１屈曲部１３３Ａは、他端１１３から軸方向ＡＸから約１３５°屈曲し、安全部１３７Ａは、反対方向に約４５°をなして延びる。第２屈曲部１３５Ａは、約４５°屈曲することで、軸方向ＡＸに略直交する方向へと屈曲している。
【００５７】
ここで、高度差Ｌが第１実施形態と同様に設定されるため、安全部１３７Ａは、高度差Ｌのｃｏｓ４５°倍の長さである。最短距離Ｍも第１実施形態と同様となるよう、屈曲部１３Ａ及び放出部１５の寸法は適宜設定される。
【００５８】
このような水素ガス放出管１０Ａは、第１実施形態と同様に、軸方向ＡＸが反重力方向、反対方向Ｒが重力方向、開口方向Ｐが水平方向に各々一致する姿勢に設置される。
【００５９】
本実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６０】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００６１】
例えば、前記実施形態においては、アース線１７を先端１５３に設けたが、管本体部１１、屈曲部１３、及び放出部１５を接地できる限りにおいて特に限定されず、種々の部位に設けてよい。
【００６２】
また、前記実施形態では、可燃性ガスとして水素ガスを採用したが、これに限られず、発火が懸念される任意の可燃性ガスについて、本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可燃性ガス放出管の側面図である。
【図２】図１の部分斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る可燃性ガス放出管の部分拡大側面図である。
【図４】従来例に係る可燃性ガス放出管の側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０、１０Ａ  水素ガス放出管（可燃性ガス放出管）
１１  管本体部
１３、１３Ａ  屈曲部
１５  放出部
１６  放出口
１７  アース線（接地手段）
１８  接地棒（接地手段）
１５５  メッシュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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