(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022185195
(43)【公開日】2022-12-14
(54)【発明の名称】燃料電池船
(51)【国際特許分類】
B63B 11/04 20060101AFI20221207BHJP
H01M 8/04 20160101ALI20221207BHJP
H01M 8/0444 20160101ALI20221207BHJP
H01M 8/04858 20160101ALI20221207BHJP
H01M 8/00 20160101ALI20221207BHJP
B63B 35/00 20200101ALI20221207BHJP
B63H 20/00 20060101ALI20221207BHJP
B63H 21/17 20060101ALI20221207BHJP
B63J 2/06 20060101ALI20221207BHJP
H01M 8/10 20160101ALN20221207BHJP
【ＦＩ】
B63B11/04 A
H01M8/04 H
H01M8/0444
H01M8/04858
H01M8/00 Z
B63B35/00 T
B63H20/00 600
B63H21/17
B63J2/06
H01M8/10 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021092705
(22)【出願日】2021-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】720001060
【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001933
【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】平岩 琢也
(72)【発明者】
【氏名】丸山 剛広
(72)【発明者】
【氏名】山口 安美
(72)【発明者】
【氏名】品川 学
(72)【発明者】
【氏名】木村 行彦
【テーマコード（参考）】
5H126
5H127
【Ｆターム（参考）】
5H126BB06
5H127AA06
5H127AB04
5H127AB29
5H127AC02
5H127BA02
5H127BA22
5H127CC07
5H127DB96
5H127DC81
5H127DC88
5H127DC91
5H127EE03
5H127EE04
5H127EE13
5H127EE29
(57)【要約】
【課題】燃料に由来する危険性を低減することができる燃料電池船を提供する。
【解決手段】例示的な燃料電池船は、燃料の電気化学反応により発電を行う燃料電池から供給される電力を用いて船体を推進する燃料電池船であって、前記燃料の放出源を含む区画と、前記区画内に配置され、前記燃料を検知する第１検知器と、を備える。前記第１検知器により前記区画内の前記燃料の濃度が第１閾値以上であることが検知された場合に、前記区画内にある非防爆機器への電源供給を停止する。
【選択図】図２
【解決手段】例示的な燃料電池船は、燃料の電気化学反応により発電を行う燃料電池から供給される電力を用いて船体を推進する燃料電池船であって、前記燃料の放出源を含む区画と、前記区画内に配置され、前記燃料を検知する第１検知器と、を備える。前記第１検知器により前記区画内の前記燃料の濃度が第１閾値以上であることが検知された場合に、前記区画内にある非防爆機器への電源供給を停止する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料の電気化学反応により発電を行う燃料電池から供給される電力を用いて船体を推進する燃料電池船であって、
前記燃料の放出源を含む区画と、
前記区画内に配置され、前記燃料を検知する第１検知器と、
を備え、
前記第１検知器により前記区画内の前記燃料の濃度が第１閾値以上であることが検知された場合に、前記区画内にある非防爆機器への電源供給を停止する、燃料電池船。
前記燃料の放出源を含む区画と、
前記区画内に配置され、前記燃料を検知する第１検知器と、
を備え、
前記第１検知器により前記区画内の前記燃料の濃度が第１閾値以上であることが検知された場合に、前記区画内にある非防爆機器への電源供給を停止する、燃料電池船。
【請求項2】
前記区画が複数存在し、
前記区画のいずれかにおいて、前記燃料の濃度が前記第１閾値以上である場合に、当該区画と換気経路が繋がる他の前記区画にある非防爆機器への電源供給を停止する、請求項１に記載の燃料電池船。
前記区画のいずれかにおいて、前記燃料の濃度が前記第１閾値以上である場合に、当該区画と換気経路が繋がる他の前記区画にある非防爆機器への電源供給を停止する、請求項１に記載の燃料電池船。
【請求項3】
前記区画が複数存在し、
前記区画のいずれかにおいて、前記燃料の濃度が前記第１閾値以上である場合に、当該区画を除く残り全ての前記区画にある非防爆機器への電源供給を停止する、請求項１に記載の燃料電池船。
前記区画のいずれかにおいて、前記燃料の濃度が前記第１閾値以上である場合に、当該区画を除く残り全ての前記区画にある非防爆機器への電源供給を停止する、請求項１に記載の燃料電池船。
【請求項4】
前記区画の内部の換気に使用される通風装置を更に備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池船。
【請求項5】
前記通風装置は押込み式である、請求項４に記載の燃料電池船。
【請求項6】
前記通風装置の周囲に前記燃料を検知する第２検知器が配置される、請求項５又は６に記載の燃料電池船。
【請求項7】
前記通風装置は、前記第２検知器により第２閾値以上の前記燃料の濃度が検知された場合に停止される、請求項６に記載の燃料電池船。
【請求項8】
前記区画には、前記燃料電池が設置される燃料電池区画が含まれる、請求項１から７のいずれか１項に記載の燃料電池船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料電池船に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、燃料タンクから燃料電池に燃料を供給し、燃料電池で発生する電力によって推進装置を駆動する燃料電池船が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１においては、燃料電池ユニットおよび水素燃料タンクを収容する収納部の蓋部材が不正開放された場合に、水素燃料タンクから水素が積極的に排出されることで、素早く燃料を枯渇させ、盗難を防ぐ構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－９２８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
燃料電池に供給される燃料は、例えば水素等の可燃ガスである。このため、燃料電池船においては、燃料に由来する危険性を考慮した安全な設計や、安全対策が望まれる。従来においては、上述のように燃料の盗難防止を目的とした燃料電池船は知られるが、安全対策について改良の余地があると考えられる。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑み、燃料に由来する危険性を低減することができる燃料電池船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】
【0006】
本発明の例示的な燃料電池船は、燃料の電気化学反応により発電を行う燃料電池から供給される電力を用いて船体を推進する燃料電池船であって、前記燃料の放出源を含む区画と、前記区画内に配置され、前記燃料を検知する第１検知器と、を備える。前記第１検知器により前記区画内の前記燃料の濃度が第１閾値以上であることが検知された場合に、前記区画内にある非防爆機器への電源供給を停止する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、燃料に由来する危険性を低減し、安全性を向上した燃料電池船を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施の一形態に係る燃料電池船の概略の構成を示す説明図
【図2】上記燃料電池船の内部構造を模式的に示す説明図
【図3】本発明の実施の一形態に係る燃料電池船の詳細例を示す平面図
【図9】通風装置の起動時の制御例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本明細書では、方向を以下のように定義する。まず、燃料電池船の船尾から船首に向かう方向を「前」とし、船首から船尾に向かう方向を「後」とする。そして、前後方向に垂直な横方向を左右方向とする。このとき、燃料電池船の前進時に操船者から見て左側を「左」とし、右側を「右」とする。さらに、前後方向および左右方向に垂直な重力方向の上流側を「上」とし、下流側を「下」とする。また、以下においては、燃料が気体である場合を例に説明するが、燃料は気体に限定されず、液体であってもよい。
【0010】
〔１．燃料電池船の概略の構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態に係る燃料電池船ＳＨについて説明する。図１は、燃料電池船ＳＨの概略の構成を示す説明図である。燃料電池船ＳＨは、船体１と、キャビン２と、を備える。キャビン２は、船体１の上側に配置される。なお、本実施形態では、キャビン２はブリッジを含む。
まず、図１を参照して、本実施形態に係る燃料電池船ＳＨについて説明する。図１は、燃料電池船ＳＨの概略の構成を示す説明図である。燃料電池船ＳＨは、船体１と、キャビン２と、を備える。キャビン２は、船体１の上側に配置される。なお、本実施形態では、キャビン２はブリッジを含む。
【0011】
燃料電池船ＳＨは、燃料電池システム３と、燃料ガス貯留部４と、蓄電池システム５と、推進装置６と、複数の周辺機器１１と、制御装置１２と、をさらに備える。なお、図１では、制御信号または高電圧での電力供給ラインを実線で示し、制御信号または低電圧の電力供給ラインを一点鎖線で示す。
【0012】
燃料電池システム３は、主電源として機能する。燃料電池システム３は、燃料ガスを消費して電力（具体的には直流電力）を発生する。燃料ガスは、可燃ガスである。典型的には、燃料ガスは水素ガスである。燃料電池システム３は、発生した電力を、推進装置６および周辺機器１１に供給する。また、燃料電池システム３は、蓄電池システム５に電力を供給して、蓄電池システム５を充電することもできる。
【0013】
燃料ガス貯留部４は、燃料電池システム３に供給する燃料ガスを貯留する。燃料ガス貯留部４から燃料電池システム３への燃料ガスの供給は、後述する燃料ガス供給配管３２（図２参照）を介して行われる。
【0014】
蓄電池システム５は、蓄電池を有する。蓄電池は、例えばリチウムイオン二次電池であるが、ニッケル－カドミウム蓄電池、ニッケル－水素蓄電池などであってもよい。蓄電池システム５は、蓄電した電力（具体的には直流電力）を、推進装置６および周辺機器１１に供給する補助電源として機能する。このように、蓄電池システム５が補助電源として機能することにより、燃料電池システム３から推進装置６等への電力の供給不足を補うことができる。なお、蓄電池システム５は、制御装置１２に電力を供給してもよい。
【0015】
推進装置６は、燃料電池システム３の後述する燃料電池３１（図２参照）から供給される電力によって駆動され、船体１に推進力を発生させる。つまり、燃料電池船ＳＨは、燃料電池３１から供給される電力を用いて船体１を推進する。
【0016】
なお、推進装置６は、蓄電池システム５が有する蓄電池から供給される電力のみによって駆動されてもよいし、燃料電池３１および蓄電池の両方から供給される電力によって駆動されてもよい。つまり、推進装置６は、燃料電池および蓄電池の少なくとも一方から供給される電力によって駆動されて、船体１に推進力を発生させてもよい。
【0017】
推進装置６は、電力変換装置６ａと、推進モータ６ｂと、プロペラ６ｃとを有する。電力変換装置６ａは、燃料電池システム３から供給される電力を、推進モータ６ｂの規格に応じた電力に変換する。例えば、電力変換装置６ａは、直流電力を交流電力に変換する。この場合、電力変換装置６ａは、例えばインバータを有する。推進モータ６ｂは、電力変換装置６ａから供給される電力（例えば交流電力）によって駆動される。推進モータ６ｂが駆動されると、推進モータ６ｂの回転力がプロペラ６ｃに伝達される。その結果、プロペラ６ｃが回転して、船体１に推進力が発生する。なお、推進モータ６ｂとプロペラ６ｃとの間にマリンギアを有する構成としてもよい。
【0018】
周辺機器１１としては、例えば、コンプレッサ、電磁弁、ポンプなどが含まれる。なお、周辺機器１１には、照明機器、空調機器などの電気機器も含まれるが、周辺機器１１の種類は特に限定されない。
【0019】
制御装置１２は、燃料電池システム３、燃料ガス貯留部４、蓄電池システム５、推進装置６、および複数の周辺機器１１を制御する。制御装置１２は、例えば、１つまたは２以上のコンピュータによって構成される。コンピュータは、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御装置１２は、ＰＬＣ（Programable Logic Controller）を用いて構成されてもよい。制御装置１２には、図示しないバッテリ（例えば鉛電池）、または蓄電池システム５の蓄電池から電力が供給される。
【0020】
制御装置１２は、制御部１２ａと、記憶部１２ｂと、を有する。制御部１２ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む。記憶部１２ｂは、記憶装置を含み、データおよびコンピュータプログラムを記憶する。具体的には、記憶部１２ｂは、半導体メモリのような主記憶装置と、半導体メモリ、ソリッドステートドライブ、および／または、ハードディスクドライブのような補助記憶装置と、を含む。記憶部１２ｂは、リムーバブルメディアを含んでいてもよい。
【0021】
制御部１２ａのプロセッサは、記憶部１２ｂの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、燃料電池システム３、燃料ガス貯留部４、蓄電池システム５、推進装置６、および複数の周辺機器１１を制御する。
【0022】
〔２．燃料電池船の内部構造の概要〕
次に、図２を参照して、燃料電池船ＳＨの内部構造について説明する。図２は、燃料電池船ＳＨの内部構造を模式的に示す説明図である。なお、図２では、空気の流れを、破線の矢印で示す。図２では、図面右側を船首側（前側）とし、図面左側を船尾側（後側）とした上で、各部材を図示しているが、各部材の接続関係が維持されるのであれば、各部材の位置は図２で示した位置には限定されない。
次に、図２を参照して、燃料電池船ＳＨの内部構造について説明する。図２は、燃料電池船ＳＨの内部構造を模式的に示す説明図である。なお、図２では、空気の流れを、破線の矢印で示す。図２では、図面右側を船首側（前側）とし、図面左側を船尾側（後側）とした上で、各部材を図示しているが、各部材の接続関係が維持されるのであれば、各部材の位置は図２で示した位置には限定されない。
【0023】
燃料電池船ＳＨは、機関室１３と、燃料室１４と、を備える。機関室１３および燃料室１４は、船体１の甲板１ａの下部に配置される。機関室１３は燃料室１４に対して前側に位置する。甲板１ａの下部には、前側から後側に向かって順に隔壁Ｗ１、Ｗ２およびＷ３が位置している。機関室１３は、隔壁Ｗ１およびＷ２によって他の空間から仕切られている。燃料室１４は、隔壁Ｗ２およびＷ３によって他の空間から仕切られている。隔壁Ｗ１～Ｗ３は、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）で構成されるが、鉄板等であってもよい。
【0024】
（２－１．燃料電池システムの構成）
燃料電池船ＳＨの燃料電池システム３は、機関室１３内に位置する。燃料電池システム３は、燃料電池３１と、燃料ガス供給配管３２と、燃料電池側遮断弁３３と、を有する。
燃料電池船ＳＨの燃料電池システム３は、機関室１３内に位置する。燃料電池システム３は、燃料電池３１と、燃料ガス供給配管３２と、燃料電池側遮断弁３３と、を有する。
【0025】
燃料電池３１は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により電力（具体的には直流電力）を発生させる。典型的には、酸化剤ガスは空気であり、酸化剤は酸素である。つまり、燃料電池３１は、燃料の電気化学反応により発電を行う。
【0026】
燃料電池３１は、積層された複数のセルによって構成される燃料電池スタックである。例えば、燃料電池３１の各セルは、固体高分子電解質膜と、アノード極と、カソード極と、一対のセパレータとを有する。アノード極とカソード極とは、固体高分子電解質膜を挟む。アノード極は、負極（燃料極）である。アノード極は、アノード触媒層およびガス拡散層を含む。カソード極は、正極（空気極）である。カソード極は、カソード触媒層およびガス拡散層を含む。アノード極と固体高分子電解質膜とカソード極とは、膜－電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を構成する。一対のセパレータは、膜－電極接合体を挟む。各セパレータは複数の溝を有する。一方のセパレータの各溝は、燃料ガスの流路を形成する。他方のセパレータの各溝は、酸化剤ガスの流路を形成する。
【0027】
燃料電池３１の上記構成において、アノード極側では、燃料ガスに含まれる水素が触媒によって水素イオンと電子とに分解される。水素イオンは固体高分子電解質膜を透過してカソード極側に移動する。一方、電子は外部回路を通ってカソード極側に移動する。これにより、電流が発生する（発電する）。カソード極側では、酸化剤ガスに含まれる酸素が、外部回路を流れてきた電子と、固体高分子電解質膜を透過した水素イオンと結合して水を生成する。生成された水は、排出配管３１ａを介して船外に排出される。
【0028】
燃料電池３１は、発電した電力を、図１で示した推進装置６および周辺機器１１に供給する。なお、燃料電池３１は、発電した電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の回路を介して間接的に、推進装置６および周辺機器１１に供給してもよい。
【0029】
燃料ガス供給配管３２は、燃料ガス貯留部４の後述する燃料タンク４１に収容された燃料ガスを、燃料電池３１のアノード極に供給するための配管である。つまり、燃料電池船ＳＨは、燃料タンク４１から燃料電池３１に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管３２を備える。
【0030】
燃料電池側遮断弁３３は、燃料ガス供給配管３２の流路を開放または閉塞する遮断弁ＳＶの一例である。燃料電池側遮断弁３３の開閉は、制御部１２ａ（図１参照）によって制御される。具体的には、燃料電池側遮断弁３３は、制御部１２ａの制御に基づき、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給と供給停止とを切り替える。燃料電池側遮断弁３３は、燃料電池３１が配置される燃料電池区画３０内で、燃料ガス供給配管３２に１つだけ設けられているが、２つ以上設けられてもよい。なお、燃料電池船ＳＨが備える燃料電池区画３０の詳細については後述する。
【0031】
燃料電池システム３は、冷却媒体タンク３８と、冷却媒体配管３９と、さらに有する。冷却媒体タンク３８は、燃料電池３１を冷却するための冷却媒体を貯留する。冷却媒体は、例えば電気伝導率の低い不凍液であってよい。不凍液は、例えば、純水とエチレングリコールとを所定割合で混合した液体である。冷却媒体タンク３８は、密閉されているが、上部が開放されていてもよい。
【0032】
冷却媒体配管３９は、燃料電池３１と図示しない熱交換器の間で冷却媒体を循環させるための配管である。なお、冷却媒体配管３９の途中には、図示しない循環ポンプも設けられる。循環ポンプを駆動して、熱交換器から冷却媒体配管３９を介して燃料電池３１に冷却媒体を供給することにより、燃料電池３１が冷却される。燃料電池３１の冷却に供された冷却媒体は、冷却媒体配管３９を介して冷却媒体タンク３８にも供給され、そこで、冷却媒体の温度変化に伴う容積変化が吸収されるとともに、冷却媒体の液量が監視される。
【0033】
（２－２．燃料ガス貯留部の構成）
燃料電池船ＳＨの燃料ガス貯留部４は、燃料タンク４１と、ガス充填配管４２と、タンク側遮断弁４３と、を有する。
燃料電池船ＳＨの燃料ガス貯留部４は、燃料タンク４１と、ガス充填配管４２と、タンク側遮断弁４３と、を有する。
【0034】
燃料タンク４１は、燃料を収容する容器である。本実施形態では、燃料タンク４１は、燃料電池３１に供給する燃料ガスを収容する。燃料タンク４１は、例えば、ボンベ、シリンダ、複数のシリンダを集結させたカードル等であってよい。図２では、便宜上、燃料タンク４１を１つのみ図示しているが、燃料タンク４１の個数は特に限定されず、複数個であってもよい。
【0035】
ガス充填配管４２は、燃料タンク４１に燃料ガスを補給する、または不活性ガスを充填するための配管である。ガス充填配管４２の一端側は、燃料タンク４１に接続される。ガス充填配管４２の他端側は、２つに分岐しており、それぞれ燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４と接続される。燃料ガス充填口８２および不活性ガス充填口８４は、詳細は後述するダクト区画９０（特に上部ダクト区画８０）に設けられる。
【0036】
上記の不活性ガスは、例えば窒素ガスである。例えば、ドック（船渠）内で燃料電池船ＳＨの点検または修理などのメンテナンスを行う際に、燃料タンク４１に燃料ガスが残っていると、何らかの原因で燃料ガスに引火したときに爆発が生じる危険性がある。そこで、燃料電池船ＳＨのメンテナンス時には、燃料タンク４１に不活性ガスを充填し、燃料タンク４１から燃料ガスを取り除く。これにより、上記爆発の危険性を回避することができる。
【0037】
前述した燃料ガス供給配管３２において、燃料電池３１との接続側とは反対側は、燃料タンク４１に接続される。燃料タンク４１と燃料電池３１とは、燃料ガス供給配管３２を介して接続される。つまり、燃料電池船ＳＨは、燃料タンク４１と燃料電池３１とを接続する燃料供給配管をさらに備える。燃料ガス供給配管３２は、燃料供給配管の一例である。
【0038】
タンク側遮断弁４３は、燃料ガス供給配管３２の流路を開放または閉塞する遮断弁ＳＶの一例である。タンク側遮断弁４３の開閉は、制御部１２ａによって制御される。具体的には、タンク側遮断弁４３は、制御部１２ａの制御に基づき、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給と供給停止とを切り替える。タンク側遮断弁４３は、燃料タンク４１が設置されるタンク区画４０内で、燃料ガス供給配管３２に１つだけ設けられているが、２つ以上設けられてもよい。なお、燃料電池船ＳＨが備えるタンク区画４０の詳細については後述する。
【0039】
〔３．区画の詳細について〕
燃料電池船ＳＨは、燃料の放出源を含む区画を備える。本実施形態では、燃料は燃料ガスであり、詳細には水素ガスである。燃料の放出源は、燃料ガスを放出する可能性がある部分を広く含む。燃料の放出源は、例えば、燃料電池３１、燃料ガス供給配管３２、および燃料タンク４１等である。本実施形態では、燃料の放出源を含む区画が複数存在する。
燃料電池船ＳＨは、燃料の放出源を含む区画を備える。本実施形態では、燃料は燃料ガスであり、詳細には水素ガスである。燃料の放出源は、燃料ガスを放出する可能性がある部分を広く含む。燃料の放出源は、例えば、燃料電池３１、燃料ガス供給配管３２、および燃料タンク４１等である。本実施形態では、燃料の放出源を含む区画が複数存在する。
【0040】
図２に示すように、本実施形態では、複数の区画には、燃料電池区画３０とタンク区画４０とが含まれる。燃料電池区画３０は、燃料電池３１が設置される区画である。タンク区画４０は、燃料を入れる燃料タンク４１が設置される区画である。
【0041】
本実施形態では、複数の区画には、ダクト区画９０がさらに含まれる。ダクト区画９０は、燃料供給配管の一部を収容する区画である。詳細には、ダクト区画９０は、下部ダクト区画７０と上部ダクト区画８０とで構成される。下部ダクト区画７０が、燃料供給配管の一例である燃料ガス供給配管３２の一部を収容する。「燃料ガス供給配管３２の一部」は、燃料ガス供給配管３２の燃料電池区画３０とタンク区画４０との間に位置する部分の全部、或いは一部であってよい。本実施形態では、下部ダクト区画７０は、燃料ガス供給配管３２の燃料電池区画３０とタンク区画４０との間に位置する部分の一部を収容する。なお、ダクト区画９０は、必須の構成ではなく、場合によっては設けられなくてもよい。
【0042】
以下、燃料電池区画３０、タンク区画４０、およびダクト区画９０の詳細構成について説明する。図３は、燃料電池船ＳＨの詳細例を示す平面図である。図４は、図３に示す燃料電池船ＳＨからキャビン２等の一部の構成を取り除いた場合の斜視図である。なお、図４においては、タンク区画４０やダクト区画９０が見えるように、甲板１ａの一部も取り除かれている。図５は、図４に示す燃料電池船ＳＨが備える燃料電池区画３０、タンク区画４０、およびダクト区画９０を抽出して示した概略斜視図である。
【0043】
なお、図３に示す燃料電池船ＳＨにおいては、ダクト区画９０の一部である上部ダクト区画８０がキャビン２を用いて構成される。このために、キャビン２を取り除いた燃料電池船ＳＨを示す図４においては、上部ダクト区画８０は図示されていない。また、図５においても、上部ダクト区画８０の詳細は示されておらず、上部ダクト区画８０が設けられる位置の近辺を破線枠で示している。
【0044】
図４および図５に示すように、本実施形態では、燃料電池船ＳＨは、船体１の左側（左舷）と右側（右舷）とのそれぞれに、燃料電池区画３０、タンク区画４０、およびダクト区画９０が配置される。すなわち、船体１の左右のそれぞれに、燃料電池３１を利用した発電を行うために必要な設備が備えられる。このために、上述の図２は、詳細には、船体１の片側分（片舷分）の構成を示す図である。
【0045】
本実施形態では、左右のそれぞれにおいて、前方から後方に向けて燃料電池区画３０、ダクト区画９０、タンク区画４０が、この順で並ぶ。各区画３０、４０、９０の構成は、左右のそれぞれで同様である。本実施形態では、燃料電池区画３０、タンク区画４０、およびダクト区画９０の区画セットを２つとしている。ただし、これは例示であり、当該区画セットの数は１つでも３つ以上であってもよい。
【0046】
（３－１．燃料電池区画）
燃料電池区画３０は、燃料電池３１を収容する収容体である（例えば図２、後述の図６参照）。燃料電池区画３０は、機関室１３に配置される（例えば図２、図４参照）。燃料電池区画３０は、中空の形状を有する。燃料電池区画３０は、燃料電池３１を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。
燃料電池区画３０は、燃料電池３１を収容する収容体である（例えば図２、後述の図６参照）。燃料電池区画３０は、機関室１３に配置される（例えば図２、図４参照）。燃料電池区画３０は、中空の形状を有する。燃料電池区画３０は、燃料電池３１を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。
【0047】
なお、燃料電池区画３０に設置される燃料電池３１（燃料電池スタック）は、上下方向と直交する水平面に対して傾斜する方向の違いによって発電性能に差が生じることがある。発電性能は例えば発電出力である。例えば、燃料電池３１は、水平面に対して前後方向に傾斜させた場合と、左右方向に傾斜させた場合とで発電出力に差を生じることがある。言い換えると、燃料電池３１は、水平面に対する傾斜対応角度が傾斜方向によって異なる。ここで、傾斜対応角度が大きい方向では、燃料電池３１の傾斜が大きくなっても発電性能（発電出力）に対する影響が小さく、傾斜対応角度が小さい方向では、燃料電池３１の傾斜が大きくなると発電性能に対する影響が大きくなる。燃料電池船ＳＨでは、前後方向に延びる軸を中心とする回転方向であるローリング方向において、燃料電池３１は求められる傾斜対応角度が大きくなる。すなわち、燃料電池３１は、左右方向の傾斜に対して大きな傾斜対応角度を求められる。したがって、燃料電池３１は、傾斜対応角度が小さい方向が左右方向と一致しないように配置されることが好ましい。燃料電池３１は、傾斜対応角度が大きい方向が左右方向と一致するように配置されることが好ましい。
【0048】
本実施形態では、燃料電池区画３０は、中空の直方体形状を有する。燃料電池区画３０を構成する外壁は、例えば、天壁３０ａ、底壁３０ｂ、後壁３０ｃ、前壁３０ｄ、左壁３０ｅ、および右壁３０ｆを有する（例えば図２、図５、後述の図６参照）。なお、燃料電池区画３０の形状は、燃料電池３１を収容できる空間を有する限り、特に限定されない。燃料電池区画３０の外壁の素材は、例えばＦＲＰであるが、鉄板等であってもよい。
【0049】
詳細には、燃料電池区画３０は、底壁３０ｂ、後壁３０ｃ、前壁３０ｄ、左壁３０ｅ、および右壁３０ｆが単一の部材で構成される箱形部材に、天壁３０ａを取り付けた構成である。図６は、図５に示す燃料電池区画３０の天壁３０ａを取り除いた概略斜視図である。詳細には、図６は、船体１の左側に配置される燃料電池区画３０である。図６に示すように、燃料電池区画３０には、詳細には、燃料電池３１の他にＤＣ／ＤＣコンバータ３１１が収容される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１１は、詳細には、燃料電池３１で発電された電力の電圧を昇圧する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１１は、燃料電池区画３０の外に配置されてもよい。
【0050】
図２に示すように、燃料電池区画３０内には、さらに、前述した燃料ガス供給配管３２の一部と、燃料電池側遮断弁３３と、が収容される。また、燃料電池区画３０内には、さらに、電池区画内部ガス検知器３４ａが収容される。電池区画内部ガス検知器３４ａは、燃料電池区画３０の内部に配置される燃料ガス検知器である。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、電池区画内部ガス検知器３４ａは、水素ガス検知センサで構成される。
【0051】
電池区画内部ガス検知器３４ａは、燃料電池区画３０の上部に位置する天壁３０ａの内面に配置される。燃料ガスとしての水素ガスは、空気よりも軽く、上昇する。このため、燃料電池区画３０の天壁３０ａに電池区画内部ガス検知器３４ａが配置されることにより、燃料電池区画３０内で燃料ガスが漏れた場合でも、漏れた燃料ガスを電池区画内部ガス検知器３４ａによって適切に検知することができる。
【0052】
電池区画内部ガス検知器３４ａが燃料電池区画３０内で燃料ガスを検知したとき、その検知信号は、電池区画内部ガス検知器３４ａから制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、燃料ガス供給配管３２に設けられた燃料電池側遮断弁３３を制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。
【0053】
【0054】
電池区画給気口３０ｇは、燃料電池区画３０の左右の外壁の一方に設けられる。船体１の左側の燃料電池区画３０においては、電池区画給気口３０ｇは、左壁３０ｅを左右方向に貫通する開口を含んで構成される。船体１の右側の燃料電池区画３０においては、電池区画給気口３０ｇは、右壁３０ｆを左右方向に貫通する開口を含んで構成される。電池区画給気口３０ｇは、後述する電池区画給気管３５と接続される。なお、電池区画給気口３０ｇが設けられる場所は、適宜変更されてよく、燃料電池区画３０を構成する他の外壁であってもよい。
【0055】
電池区画排気口３０ｈは、船体１の左右に配置される燃料電池区画３０のそれぞれにおいて、燃料電池区画３０の後壁３０ｃに設けられる。電池区画排気口３０ｈは、後壁３０ｃを前後方向に貫通する開口を含んで構成される。電池区画排気口３０ｈは、詳細は後述するダクト区画９０と連通している。なお、電池区画排気口３０ｈは、燃料電池区画３０において、後壁３０ｃ以外の外壁に設けられてもよい。
【0056】
燃料電池区画３０には、電池区画給気管３５が接続される。電池区画給気管３５は、燃料電池区画３０の電池区画給気口３０ｇから甲板１ａまで延びており、甲板１ａより上に露出する。電池区画給気管３５の甲板１ａ側の端部には、電池区画給気装置３６と、電池区画外部ガス検知器３７と、が配置される。電池区画給気装置３６および電池区画外部ガス検知器３７は、詳細には、甲板１ａの上部に配置される。
【0057】
電池区画給気装置３６は、燃料電池区画３０の外部の空気（本例では船外の空気）を、電池区画給気管３５および電池区画給気口３０ｇを介して、燃料電池区画３０の内部に供給する。燃料電池区画３０の外部の空気の供給により、燃料電池区画３０の内部の空気は、電池区画排気口３０ｈを介してダクト区画９０に排出される。これにより、燃料電池区画３０の内部が換気される。その結果、燃料電池区画３０内で可燃ガス（例えば燃料電池３１から漏れた燃料ガス）が滞留することを抑制することができる。
【0058】
電池区画給気装置３６は、例えば安価な非防爆型の給気ファンで構成されるが、防爆型の給気ファンで構成されてもよい。電池区画給気装置３６の駆動は、制御部１２ａによって制御される。電池区画給気装置３６は、甲板１ａ上に固定配置される給気装置筐体ＢＯ１（例えば図３、図５参照）内に収容される。給気装置筐体ＢＯ１を構成する素材は、特に限定されないが、例えばステンレス等の金属で構成される。
【0059】
電池区画給気装置３６を収容する給気装置筐体ＢＯ１には、フィルタ部ＦＰ１が隣接して配置される。給気装置筐体ＢＯ１の内部と、フィルタ部ＦＰ１の内部とは連通する。フィルタ部ＦＰ１の内部には、１つ以上のフィルタが配置される。フィルタ部ＦＰ１が配置されることにより、塵埃等が燃料電池区画３０内に入ることを抑制することができる。本実施形態では、フィルタ部ＦＰ１内には、防塵フィルタと塩害対策フィルタとが配置される。これにより、燃料電池区画３０内に塵埃および海塩粒子が入ることを抑制することができる。
【0060】
なお、フィルタ部ＦＰ１内に塩害対策フィルタのみを配置する構成としてもよく、この構成でも、塵埃および海塩粒子を除去することができる。ただし、フィルタ部ＦＰ１内に防塵フィルタと塩害対策フィルタとを配置する構成として、防塵フィルタを塩害対策フィルタに対して電池区画給気装置３６によって発生する気流の上流側に配置することが好ましい。このように構成することで、塩害対策フィルタの手前で防塵フィルタにより塵埃を除去することができ、高価な塩害対策フィルタの寿命を延ばしつつ、塵埃および海塩粒子を除去することができる。
【0061】
電池区画外部ガス検知器３７は、燃料電池区画３０の外部から内部に流入する可燃ガス（例えば船体１の周囲に漂う水素ガスなど）を検知する。電池区画外部ガス検知器３７は、例えば水素ガスセンサなどの可燃ガスセンサである。本実施形態では、電池区画外部ガス検知器３７は、給気装置筐体ＢＯ１内に配置される。電池区画外部ガス検知器３７は、例えば、電池区画給気装置３６に対して電池区画給気管３５とは反対側、つまり、燃料電池区画３０の外部から内部に向かう空気の流れの上流側に配置される。なお、電池区画外部ガス検知器３７は、水素ガス以外の可燃ガスを検知するガスセンサで構成されてもよい。水素ガス以外の可燃ガスには、例えばメタン、エタン、プロパン、一酸化炭素などが含まれる。
【0062】
電池区画外部ガス検知器３７は、例えば、可燃ガスの濃度を示す検知信号を制御部１２ａに出力する。これにより、制御部１２ａは、上記検知信号に基づいて、可燃ガスの濃度が所定の閾値以上であるか否かを判断することができる。そして、制御部１２ａは、上記濃度が所定の閾値以上である場合には、燃料電池側遮断弁３３を制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。なお、上記所定の閾値は、実験および／または経験に基づいて定められればよい。
【0063】
なお、上述した電池区画内部ガス検知器３４ａ（図２参照）は、燃料電池区画３０の上部に位置する天壁３０ａにおいて、電池区画排気口３０ｈに近い位置または電池区画排気口３０ｈの内部に配置されることが好ましい。燃料電池区画３０内で燃料ガスが万が一漏れた場合、漏れた燃料ガスは、電池区画排気口３０ｈを通って排気される。つまり、電池区画排気口３０ｈは、燃料電池区画３０内で燃料ガスが漏れたときに、上記燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する。したがって、電池区画排気口３０ｈに近い位置または電池区画排気口３０ｈの内部に電池区画内部ガス検知器３４ａが配置されることにより、燃料電池区画３０内で燃料ガスがどの位置で漏れた場合でも、漏れた燃料ガスの検知を行うことができる可能性を向上できる。つまり、電池区画内部ガス検知器３４ａは、燃料ガスが漏れたときに、燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する構成であってよい。
【0064】
燃料電池区画３０は、電池区画給気口３０ｇおよび電池区画排気口３０ｈを除いて密閉された空間を内部に有する。すなわち、燃料電池区画３０は、電池区画給気口３０ｇおよび電池区画排気口３０ｈを除いて密閉されている。別の言い方をすると、燃料電池区画３０は、当該区画（自区画）の内部の換気を行う換気口を除いて密閉されている。当該密閉構造により、原則として、電池区画給気装置３６の駆動により電池区画給気口３０ｇから燃料電池区画３０内に入った空気は、電池区画排気口３０ｈを通って燃料電池区画３０から排気される。
【0065】
密閉を確保するために、隙間が生じる可能性がある場所には、適宜、シール材が配置される。例えば、複数の部材を組み合わせて配置する部分に、シール材が配置される。例えば、底壁３０ｂ、後壁３０ｃ、前壁３０ｄ、左壁３０ｅ、および右壁３０ｆを構成する箱形部材と、天壁３０ａとの間にシール材が配置される。また、例えば。螺子止め部分にシール材が配置れる。また、例えば、電気配線および配管を通すために燃料電池区画３０に設けられた孔の適所に適宜シール材が配置される。
【0066】
（３－２．タンク区画）
タンク区画４０は、燃料タンク４１を収容する収容体である（例えば図２、後述の図７参照）。タンク区画４０は、燃料室１４に配置される（例えば図２、図４参照）。タンク区画４０は、中空の形状を有する。タンク区画４０は、燃料タンク４１を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。
タンク区画４０は、燃料タンク４１を収容する収容体である（例えば図２、後述の図７参照）。タンク区画４０は、燃料室１４に配置される（例えば図２、図４参照）。タンク区画４０は、中空の形状を有する。タンク区画４０は、燃料タンク４１を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。
【0067】
なお、図４に示すように、本実施形態では、機関室１３の後方に設けられてタンク区画４０が配置される燃料室１４は、２つに分かれている。すなわち、本実施形態では、燃料室１４は２つである。２つの燃料室１４の左右方向の間には、蓄電池システム５の蓄電池（不図示）を収容するバッテリ室１５が配置される。このように船体１の後方に燃料室１４とバッテリ室１５とを纏めて配置することで、船体１の空間を効率良く利用して、船体１の小型化を図ることができる。
【0068】
本実施形態では、タンク区画４０は、中空の略直方体形状を有する。タンク区画４０は、その長手方向を前後方向として燃料室１４に配置される。タンク区画４０を構成する外壁は、例えば、天壁４０ａ、底壁４０ｂ、後壁４０ｃ、前壁４０ｄ、左壁４０ｅ、および右壁４０ｆを有する（例えば図２、図５、および後述の図７参照）。なお、タンク区画４０の形状は、少なくとも１つの燃料タンク４１を収容できる空間を有する限り、特に限定されない。タンク区画４０の外壁の素材は、例えばＦＲＰであるが、鉄板等であってもよい。
【0069】
詳細には、タンク区画４０は、底壁４０ｂ、後壁４０ｃ、前壁４０ｄ、左壁４０ｅ、および右壁４０ｆが単一の部材で構成される箱形部材に、天壁４０ａを取り付けた構成である。図７は、図５に示すタンク区画４０の天壁４０ａの一部を取り除いた概略斜視図である。詳細には、図７は、船体１の左側に配置されるタンク区画４０である。
【0070】
タンク区画４０を構成する上述の箱形部材は、本実施形態ではＦＲＰである。なお、左壁４０ｅおよび右壁４０ｆには、左右方向の厚みが他の部分に比べて薄く設けられた薄肉部４０１が設けられる。薄肉部４０１は、左壁４０ｅおよび右壁４０ｆにそれぞれ複数設けられる。複数の薄肉部４０１は、矩形状であり、前後方向に間隔をあけて並ぶ。左壁４０ｅの薄肉部４０１と、右壁４０ｆの薄肉部４０１とは左右方向に対向配置される。本実施形態では、左壁４０ｅの薄肉部４０１と、右壁４０ｆの薄肉部４０１とは、上述の箱形部材を左右に二等分する二等分面に対して対称に配置される。薄肉部４０１が設けられることにより、タンク区画４０を構成する収容体に必要な強度を保ちつつ、重量を軽くすることができる。なお、薄肉部４０１は設けられなくてもよい。また、薄肉部４０１を設ける場合、薄肉部４０１の形状、数、および配置は、本実施形態の構成から適宜変更されてよい。
【0071】
タンク区画４０を構成する上述の箱形部材の上部には、例えばアルミニウム等の金属で構成されるフレーム部材４０２が配置される。フレーム部材４０２の配置により、タンク区画４０を構成する収容体の強度を向上することができる。また、フレーム部材４０２にアイボルト等の部材を取り付けることにより、船体建造時にタンク区画４０をクレーン等で吊り上げて設置することができる。フレーム部材４０２は、上方からの平面視において矩形状の枠部４０２ａと、枠部４０２ａの左右部分を橋渡しする複数の橋渡し部４０２ｂとを有する。枠部４０２ａは、上述の箱形部材の外縁上に配置される。左右方向に延びる複数の橋渡し部４０２ｂは、いずれも直線状であり、前後方向に間隔をあけて配置される。複数の橋渡し部４０２ｂが設けられることにより、フレーム部材４０２に囲まれた部分には、矩形状のフレーム部材開口部４０２ｃが前後方向に複数並ぶ。
【0072】
タンク区画４０を構成する天壁４０ａは、詳細には複数に分割された構成である。すなわち、天壁４０ａは複数である。なお、天壁４０ａは、１つでも良いが、複数に分けることで、例えば取り扱い性を向上することができる。複数の天壁４０ａのそれぞれは、各フレーム部材開口部４０２ｃを覆うように配置される。
【0073】
本実施形態では、タンク区画４０の前壁４０ｄに、タンク区画４０から前方に突出する燃料ガス供給配管３２およびガス充填配管４２を覆う筒部４０３が設けられる。筒部４０３が設けられることによって二重管構造とすることができ、燃料ガス供給配管３２又はガス充填配管４２から燃料ガスが漏れた場合でも、燃料室１４に燃料ガスが漏れ出すことを防止できる。なお、本実施形態では、１つの筒部４０３に２つの配管３２、４２が通る構成としているが、配管３２、４２ごとに筒部が設けられてもよい。すなわち、タンク区画４０に二重管構造を形成する筒部が複数設けられてもよい。
【0074】
図７に示すように、タンク区画４０内には、４つの燃料タンク４１が配置される。タンク区画４０内に収容される燃料タンク４１の数は、適宜変更されてよく、１つ以上であればよい。図２に示すように、タンク区画４０内には、さらに、前述した燃料ガス供給配管３２の一部と、タンク側遮断弁４３と、が収容される。また、タンク区画４０内には、さらに、タンク区画内部ガス検知器４４ａが収容される。タンク区画内部ガス検知器４４ａは、タンク区画４０の内部に配置される燃料ガス検知器である。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、タンク区画内部ガス検知器４４ａは、水素ガス検知センサで構成される。
【0075】
タンク区画内部ガス検知器４４ａは、タンク区画４０の上部に位置する天壁４０ａの内面に配置される。燃料ガスとしての水素ガスは、空気よりも軽く、上昇する。このため、タンク区画４０の天壁４０ａにタンク区画内部ガス検知器４４ａが配置されることにより、タンク区画４０内で燃料ガスが漏れた場合でも、漏れた燃料ガスをタンク区画内部ガス検知器４４ａによって適切に検知することができる。
【0076】
タンク区画内部ガス検知器４４ａがタンク区画４０内で燃料ガスを検知したとき、その検知信号は、タンク区画内部ガス検知器４４ａから制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、燃料ガス供給配管３２に設けられたタンク側遮断弁４３を制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。
【0077】
【0078】
タンク区画給気口４０ｇは、タンク区画４０の後壁４０ｃに設けられる。タンク区画給気口４０ｇは、後壁４０ｃを前後方向に貫通する開口を含んで構成される。タンク区画給気口４０ｇは、後述するタンク区画給気管４５と接続される。なお、タンク区画給気口４０ｇが設けられる場所は、適宜変更されてよく、タンク区画４０を構成する他の外壁であってもよい。
【0079】
タンク区画排気口４０ｈは、タンク区画４０の天壁４０ａに設けられる。上述のように、本実施形態ではタンク区画４０の天壁４０ａは、前後方向に並ぶ複数枚で構成される。複数の天壁４０ａのうち、最も前方に配置される天壁４０ａにタンク区画排気口４０ｈが配置される。ただし、複数の天壁４０ａのうち、タンク区画排気口４０ｈが設けられる天壁４０ａは最前の天壁４０ａ以外であってもよい。タンク区画排気口４０ｈは、天壁４０ａを上下方向に貫通する開口を含んで構成される。タンク区画排気口４０ｈは、ベント管１０と連通している。ベント管１０は、タンク区画４０の内部の空気を船外に導くための配管である。なお、タンク区画排気口４０ｈは、タンク区画４０において、天壁４０ａ以外の外壁に設けられてもよい。
【0080】
タンク区画４０には、タンク区画給気管４５が接続される。タンク区画給気管４５は、タンク区画４０のタンク区画給気口４０ｇから甲板１ａまで延びており、甲板１ａより上に露出する。タンク区画給気管４５の甲板１ａ側の端部には、タンク区画給気装置４６と、タンク区画外部ガス検知器４７と、が配置される。タンク区画給気装置４６およびタンク区画外部ガス検知器４７は、甲板１ａの上部に配置される。
【0081】
タンク区画給気装置４６は、タンク区画４０の外部の空気（本例では船外の空気）を、タンク区画給気管４５およびタンク区画給気口４０ｇを介して、タンク区画４０の内部に供給する。タンク区画４０の外部の空気の供給により、タンク区画４０の内部の空気は、タンク区画排気口４０ｈを介してベント管１０に排出される。これにより、タンク区画４０の内部が換気される。その結果、タンク区画４０内で燃料タンク４１から燃料ガスが漏れた場合でも、その燃料ガスの滞留を抑制することができる。
【0082】
タンク区画給気装置４６は、例えば安価な非防爆型の給気ファンで構成されるが、防爆型の給気ファンで構成されてもよい。タンク区画給気装置４６の駆動は、制御部１２ａによって制御される。タンク区画給気装置４６は、上述の電池区画給気装置３６と同様に、甲板１ａ上に固定配置される給気装置筐体ＢＯ２（例えば図５参照）内に収容される。また、タンク区画給気装置４６を収容する給気装置筐体ＢＯ２には、フィルタ部ＦＰ２が接続される。
【0083】
なお、フィルタ部ＦＰ２の構成は、上述した電池区画給気装置３６の場合と概ね同様である。ただし、タンク区画給気装置４６を収容する給気装置筐体ＢＯ２に接続されるフィルタ部ＦＰ２は、給気装置筐体ＢＯ２に隣接しておらず、接続配管ＣＰを介して、給気装置筐体ＢＯ２に接続されている。このように接続配管ＣＰを設けることで、タンク区画給気装置４６を駆動した場合における外部空気の吸い込み口を安全性に配慮した適切な位置に配置することができる。例えば、タンク区画４０に通じる開口部（フィルタ部ＦＰ２の大気側開放部）から他の機器や給気口への距離を所定距離以上とすることが可能となる。
【0084】
タンク区画外部ガス検知器４７は、タンク区画４０の外部から内部に流入する可燃ガス（例えば船体１の周囲に漂う水素ガスなど）を検知する。タンク区画外部ガス検知器４７は、例えば水素ガスセンサなどの可燃ガスセンサである。本実施形態では、タンク区画外部ガス検知器４７は、給気装置筐体ＢＯ２内に配置される。タンク区画外部ガス検知器４７は、タンク区画給気装置４６に対してタンク区画給気管４５とは反対側、つまり、タンク区画４０の外部から内部に向かう空気の流れの上流側に配置される。なお、タンク区画外部ガス検知器４７は、水素ガス以外の可燃ガスを検知するガスセンサで構成されてもよい。
【0085】
タンク区画外部ガス検知器４７は、例えば、可燃ガスの濃度を示す検知信号を制御部１２ａに出力する。これにより、制御部１２ａは、上記検知信号に基づいて、可燃ガスの濃度が所定の閾値以上であるか否かを判断することができる。そして、制御部１２ａは、上記濃度が所定の閾値以上である場合には、タンク側遮断弁４３を制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。なお、上記所定の閾値は、実験および／または経験に基づいて定められればよい。
【0086】
なお、上述したタンク区画内部ガス検知器４４ａ（図２参照）は、タンク区画４０の上部に位置する天壁４０ａにおいて、タンク区画排気口４０ｈに近い位置またはタンク区画排気口４０ｈの内部に配置される。タンク区画４０内で、燃料タンク４１から燃料ガスが万が一漏れた場合、漏れた燃料ガスは、タンク区画排気口４０ｈを通ってベント管１０に向かう。つまり、タンク区画排気口４０ｈは、タンク区画４０内で燃料ガスが漏れたときに、上記燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する。したがって、タンク区画排気口４０ｈに近い位置またはタンク区画排気口４０ｈの内部にタンク区画内部ガス検知器４４ａが配置されることにより、タンク区画４０内で燃料ガスがどの位置で漏れた場合でも、漏れた燃料ガスの検知を行うことができる可能性を向上することができる。つまり、タンク区画内部ガス検知器４４ａは、燃料ガスが漏れたときに、燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する構成であってよい。
【0087】
詳細には、タンク区画内部ガス検知器４４ａは、タンク区画４０の天壁４０ａに設けられる検知器収容室４０４（図７参照）内に配置される。検知器収容室４０４は、上方に突出する凸部であり、タンク区画内部ガス検知器４４ａは、当該凸部の内部に配置される。検知器収容室４０４が設けられる天壁４０ａは、前後方向に並ぶ複数の天壁４０ａのうちの最も前方にある天壁であり、後壁４０ｃに設けられるタンク区画給気口４０ｇから最も離れた天壁である。本実施形態では、検知器収容室４０４は、外形直方体形状であるが、その形状は適宜変更されてよい。例えば、検知器収容室４０４の外形は円柱状等であってもよい。
【0088】
タンク区画排気口４０ｈは、検知器収容室４０４に設けられる。詳細には、検知器収容室４０４の上面に、上方に開口するタンク区画排気口４０ｈが設けられる。このように構成とすると、タンク区画給気装置４６の駆動によって生じる気流が確実に通る位置にタンク区画内部ガス検知器４４ａを配置することができる。このために、タンク区画４０内での燃料ガスの漏れを検知することができる可能性をさらに向上することができる。なお、検出器収容室４０４に設けられるタンク区画排気口４０ｈの位置は適宜変更されてよく、本実施形態と異なる面に設けられてもよい。また、タンク区画４０以外の区画においても、上述した検知器収容室４０４と同様の構成の検知器収容室が設けられてよい。
【0089】
タンク区画４０は、タンク区画給気口４０ｇおよびタンク区画排気口４０ｈを除いて密閉された空間を内部に有する。すなわち、タンク区画４０は、タンク区画給気口４０ｇおよびタンク区画排気口４０ｈを除いて密閉されている。別の言い方をすると、タンク区画４０は、当該区画（自区画）の内部の換気を行う換気口を除いて密閉されている。当該密閉構造により、原則として、タンク区画給気装置４６の駆動によりタンク区画給気口４０ｇからタンク区画４０内に入った空気は、タンク区画排気口４０ｈを通ってタンク区画４０から排気される。なお、密閉を確保するために、燃料電池区画３０の場合と同様に、隙間が生じる可能性がある場所には、適宜、シール材が配置される。例えば、タンク区画４０が有する筒部４０３の内部には、燃料ガス供給配管３２およびガス充填配管４２と、筒部４０３の内周面との間の隙間を埋めるシール材が配置される。
【0090】
本実施形態では、燃料の放出源を含む燃料電池区画３０およびタンク区画４０が各区画の内部の換気を行う換気口を除いて密閉されているために、燃料の放出源を含まない区域を、燃料の放出源を含む区域と隔離することができる。すなわち、燃料の放出源を含まない区域に燃料が侵入して発火や爆発が生じる可能性を低下させることができる。
【0091】
（３－３．ダクト区画）
図８は、図３のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩで切った断面の一部を拡大して示す図である。図８は、船体１の左側に配置されるダクト区画９０およびその周辺の構成を示す図である。すなわち、図８に示されるダクト区画９０およびタンク区画４０は、船体１の右側と左側とに配置される２つの区画セットのうち、左側（左舷側）の区画セットに属する。
図８は、図３のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩで切った断面の一部を拡大して示す図である。図８は、船体１の左側に配置されるダクト区画９０およびその周辺の構成を示す図である。すなわち、図８に示されるダクト区画９０およびタンク区画４０は、船体１の右側と左側とに配置される２つの区画セットのうち、左側（左舷側）の区画セットに属する。
【0092】
ダクト区画９０は、各種の配管を収容する収容体である（例えば図２参照）。上述のように、ダクト区画９０は、例えば、燃料ガス供給配管３２の一部を収容する。また、上述のように、ダクト区画９０は、下部ダクト区画７０と上部ダクト区画８０とを含む。下部ダクト区画７０の内部と上部ダクト区画８０の内部とは、上下に延びるダクト連通部９１を介して連通している。ダクト連通部９１は、ダクト区画９０の一部とでみなすことができる。
【0093】
なお、本実施形態では、詳細には、下部ダクト区画７０と上部ダクト区画８０とを連通するダクト連通部９１は２つ存在する（図４、図５参照）。ダクト連通部９１の数は２つに限らず、１つでも３つ以上でもよい。以下、下部ダクト区画７０および上部ダクト区画８０の詳細について説明する。
【0094】
《３－３－１．下部ダクト区画》
下部ダクト区画７０は、甲板１ａの下方に配置される。具体的には、下部ダクト区画７０は、機関室１３に配置される。機関室１３内では、下部ダクト区画７０は、燃料電池区画３０よりも後方側に位置する。つまり、下部ダクト区画７０は、甲板１ａの下方において、燃料電池区画３０とタンク区画４０との前後方向間に位置する。下部ダクト区画７０は、燃料ガス供給配管３２の一部を収容するとともに、ガス充填配管４２の一部を収容する。
下部ダクト区画７０は、甲板１ａの下方に配置される。具体的には、下部ダクト区画７０は、機関室１３に配置される。機関室１３内では、下部ダクト区画７０は、燃料電池区画３０よりも後方側に位置する。つまり、下部ダクト区画７０は、甲板１ａの下方において、燃料電池区画３０とタンク区画４０との前後方向間に位置する。下部ダクト区画７０は、燃料ガス供給配管３２の一部を収容するとともに、ガス充填配管４２の一部を収容する。
【0095】
下部ダクト区画７０が収容する「燃料ガス供給配管３２の一部」は、上述のように、燃料ガス供給配管３２の燃料電池区画３０とタンク区画４０との間に位置する部分の全部、或いは一部であってよい。また、下部ダクト区画７０が収容する「ガス充填配管４２の一部」とは、ガス充填配管４２のうち、タンク区画４０と上部ダクト区画８０との間に位置する部分の全部、或いは一部であってよい。本実施形態では、下部ダクト区画７０は、ガス充填配管４２のタンク区画４０と上部ダクト区画８０との間に位置する部分の一部を収容する。
【0096】
下部ダクト区画７０は中空の形状を有する。下部ダクト区画７０は、燃料ガス供給配管３２の一部等を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。本実施形態では、下部ダクト区画７０は、中空の略直方体形状を有する。下部ダクト区画７０を構成する外壁は、例えば、天壁７０ａ、底壁７０ｂ、後壁７０ｃ、前壁７０ｄ、左壁７０ｅ、および右壁７０ｆを有する（例えば図２、図５、図８参照）。なお、下部ダクト区画７０の形状は、燃料ガス供給配管３２の一部等を収容できる空間を有する限り、特に限定されない。下部ダクト区画７０の素材は、例えばＦＲＰであるが、鉄板等であってもよい。また、本実施形態では、下部ダクト区画７０の後壁７０ｃは、機関室１３と燃料室１４とを仕切る隔壁Ｗ２を用いて構成されているが、隔壁Ｗ２を利用しない構成としてもよい。
【0097】
図２に示すように、下部ダクト区画７０は、さらに、燃料ガス排出配管７１の一部を収容する。燃料ガス排出配管７１は、下部ダクト区画７０内に位置する燃料ガス供給配管３２から分岐して設けられる配管である。例えば、燃料ガス排出配管７１は、２つの遮断弁ＳＶの間において、燃料ガス供給配管３２から分岐して設けられる。
【0098】
より具体的には、燃料ガス排出配管７１は、タンク区画４０内のタンク側遮断弁４３と、燃料電池区画３０内の燃料電池側遮断弁３３との間において、燃料ガス供給配管３２から分岐して設けられる。燃料ガス排出配管７１は、下部ダクト区画７０の内部から、後述の下部ダクト区画連通口７０ｈおよびダクト連通部９１を介して、上部ダクト区画８０の内部に延び、さらにベント管１０の内部に連通する。したがって、下部ダクト区画７０が収容する「燃料ガス排出配管７１の一部」とは、燃料ガス排出配管７１において、燃料ガス供給配管３２との分岐部と、上部ダクト区画８０との間に位置する部分の全部、或いは一部であってよい。本実施形態では、下部ダクト区画７０は、燃料ガス排出配管７１の、燃料ガス供給配管３２との分岐部と、上部ダクト区画８０との間に配置される部分の一部を収容する。なお、燃料ガス排出配管７１のベント管１０の内部と合流する部分は、図２に示すように、燃料ガスの吐出方向が、ベント管１０の開放口側（先端側）であることが好ましい。このように構成することにより、燃料ガス排出配管７１からベント管１０内に吐出した燃料ガスがタンク区画４０に向けて流れることを抑制することができる。この結果、燃料ガス排出配管７１からベント管１０内に吐出した燃料ガスが、タンク区画４０にあるタンク区画内部ガス検知器４４ａによって誤検知されることを抑制することができる。
【0099】
下部ダクト区画７０は、放出弁７２をさらに収容する。すなわち、ダクト区画９０は、放出弁７２を収容する。放出弁７２は、燃料ガス排出配管７１に設置されて、燃料ガス排出配管７１の流路を開放または閉塞する開閉弁である。放出弁７２の開閉は、制御部１２ａによって制御される。なお、放出弁７２は、上部ダクト区画８０に設置されてもよい。
【0100】
このように、タンク区画４０に設置される遮断弁ＳＶをタンク側遮断弁４３とし、燃料電池区画３０に設置される遮断弁ＳＶを燃料電池側遮断弁３３としたとき、燃料電池船ＳＨは、タンク側遮断弁４３と燃料電池側遮断弁３３との間において、燃料ガス供給配管３２から分岐して設けられる燃料ガス排出配管７１と、燃料ガス排出配管７１に設置される放出弁７２と、をさらに備える。
【0101】
下部ダクト区画７０は、下部ダクト区画内部ガス検知器７３をさらに収容する。下部ダクト区画内部ガス検知器７３は、下部ダクト区画７０の内部に配置される燃料ガス検知器である。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、下部ダクト区画内部ガス検知器７３は、水素ガス検知センサで構成される。
【0102】
下部ダクト区画内部ガス検知器７３は、下部ダクト区画７０の上部に位置する天壁７０ａの内面に配置される。燃料ガスとしての水素ガスは、空気よりも軽く、上昇する。このため、下部ダクト区画７０の天壁７０ａに下部ダクト区画内部ガス検知器７３が配置されることにより、下部ダクト区画７０内で燃料ガスが漏れた場合でも、漏れた燃料ガスを下部ダクト区画内部ガス検知器７３によって適切に検知することができる。
【0103】
下部ダクト区画内部ガス検知器７３が下部ダクト区画７０内で燃料ガスを検知したとき、その検知信号は、下部ダクト区画内部ガス検知器７３から制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、燃料ガス供給配管３２に設けられた遮断弁ＳＶを制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。
【0104】
図２に示すように、下部ダクト区画７０の底壁７０ｂには、下部ダクト区画給気口７０ｇが設けられている。下部ダクト区画給気口７０ｇは、上下方向に貫通する開口を含んで構成される。下部ダクト区画給気口７０ｇは、後述するダクト区画給気管７４と接続される。なお、下部ダクト区画給気口７０ｇは、下部ダクト区画７０において、底壁７０ｂ以外の外壁に設けられてもよい。
【0105】
下部ダクト区画７０の天壁７０ａには、下部ダクト区画連通口７０ｈが設けられている。下部ダクト区画連通口７０ｈは、上下方向に貫通する開口を含んで構成される。下部ダクト区画連通口７０ｈは、上述したダクト連通部９１と連通している。なお、下部ダクト区画連通口７０ｈは、下部ダクト区画７０において、天壁７０ａ以外の外壁に設けられてもよい。
【0106】
また、下部ダクト区画７０の前壁７０ｄには、電池区画連通口７０ｉが設けられている。電池区画連通口７０ｉは、前後方向に貫通する開口を含んで構成される。電池区画連通口７０ｉは、前述した燃料電池区画３０の電池区画排気口３０ｈと、前後方向に延びる連通管９２を介して接続される。これにより、電池区画給気装置３６を駆動させると、燃料電池区画３０の内部の空気は、電池区画排気口３０ｈ、連通管９２および電池区画連通口７０ｉを介して下部ダクト区画７０内に流れる。なお、電池区画連通口７０ｉは、下部ダクト区画７０において、前壁７０ｄ以外の外壁に設けられてもよい。
【0107】
本実施形態では、連通管９２の内部には、燃料ガス供給配管３２が通る。換言すると、連通管９２は、燃料ガス供給配管３２の外側に配置されて燃料ガス供給配管３２とともに二重管を構成する。すなわち、燃料電池船ＳＨは、燃料供給配管の外側に配置されて燃料供給配管とともに二重管を構成する外管をさらに備える。燃料供給配管を外管で囲む二重管が採用されることにより、燃料供給配管において燃料漏れが生じた場合でも、燃料が機関室１３に侵入する可能性を低減することができる。
【0108】
連通管９２の前端は、燃料電池区画３０に設けられる電池区画排気口３０ｈを囲んで燃料電池区画３０に接続される。すなわち、二重管を構成する外管の一端は、燃料電池区画の排気用の換気口を囲んで燃料電池区画に接続される。このように構成すると、安全を確保するために設けられる二重管構造を、燃料電池区画の換気のための排気経路に有効利用することができる。
【0109】
また、本実施形態では、連通管９２の後端は、下部ダクト区画７０に設けられる電池区画連通口７０ｉを囲んで下部ダクト区画７０に接続される。このために、下部ダクト区画７０と燃料電池区画３０とは、連通管９２を介して連通する。すなわち、ダクト区画と燃料電池区画とは、二重管を構成する外管を介して連通する。このために、燃料電池区画の換気のための排気をダクト区画の内部に送り込み、ダクト区画の換気のための排気と纏めて外部に放出することができる。すなわち、燃料電池船ＳＨにおける換気のための排気経路を、コンパクトに構成することができる。
【0110】
なお、二重管の内管を構成する燃料ガス供給配管３２と、外管を構成する連通管９２とは、同等の耐圧性能を有する素材で構成することが好ましい。例えば燃料ガス供給配管３２がステンレスで構成される場合、連通管９２もステンレスで構成することが好ましい。ただし、例えば、内管において燃料ガスの漏れが生じても外管が破裂することを避けて燃料電池船ＳＨの外部に安全に燃料ガスを逃す構造が採用されている場合等においては、外管が内管よりも耐圧性能が低くてもよい。本実施形態では、当該構造が採用されているために、燃料ガス供給配管３２はステンレスで構成され、連通管９２はＦＲＰで構成されている。
【0111】
下部ダクト区画７０には、ダクト区画給気管７４が接続される（例えば図２、図８参照）。ダクト区画給気管７４は、下部ダクト区画７０の下部ダクト区画給気口７０ｇから甲板１ａまで延びており、甲板１ａより上に露出する。ダクト区画給気管７４の甲板１ａ側の端部には、ダクト区画給気装置７５と、ダクト区画外部ガス検知器７６と、が配置される。ダクト区画給気装置７５およびダクト区画外部ガス検知器７６は、甲板１ａの上部に配置される。
【0112】
ダクト区画給気装置７５は、下部ダクト区画７０（ダクト区画９０）の外部の空気（本例では船外の空気）を、ダクト区画給気管７４および下部ダクト区画給気口７０ｇを介して、下部ダクト区画７０の内部に供給する。下部ダクト区画７０の外部の空気の供給により、下部ダクト区画７０の内部の空気は、下部ダクト区画連通口７０ｈおよびダクト連通部９１を介して上部ダクト区画８０に排出される。これにより、下部ダクト区画７０の内部が換気される。その結果、下部ダクト区画７０内で燃料ガス供給配管３２等の配管から燃料ガスが漏れた場合でも、その燃料ガスの滞留を抑制することができる。
【0113】
ダクト区画給気装置７５は、例えば安価な非防爆型の給気ファンで構成されるが、防爆型の給気ファンで構成されてもよい。ダクト区画給気装置７５の駆動は、制御部１２ａによって制御される。ダクト区画給気装置７５には、上述の電池区画給気装置３６と同様に、甲板１ａ上に固定配置される給気装置筐体ＢＯ３（例えば図３、図５参照）内に収容される。また、ダクト区画給気装置７５を収容する給気装置筐体ＢＯ３には、上述した電池区画給気装置３６の場合と同様のフィルタ部ＦＰ３が接続される。
【0114】
ダクト区画外部ガス検知器７６は、ダクト区画９０の外部から内部に流入する可燃ガス（例えば船体１の周囲に漂う水素ガスなど）を検知する。ダクト区画外部ガス検知器７６は、例えば水素ガスセンサなどの可燃ガスセンサである。ダクト区画外部ガス検知器７６は、ダクト区画給気装置７５に対してダクト区画給気管７４とは反対側、つまり、ダクト区画９０の外部から内部に向かう空気の流れの上流側に配置される。なお、ダクト区画外部ガス検知器７６は、水素ガス以外の可燃ガスを検知するガスセンサで構成されてもよい。
【0115】
ダクト区画外部ガス検知器７６は、例えば、可燃ガスの濃度を示す検知信号を制御部１２ａに出力する。これにより、制御部１２ａは、上記検知信号に基づいて、可燃ガスの濃度が所定の閾値以上であるか否かを判断することができる。そして、制御部１２ａは、上記濃度が所定の閾値以上である場合には、遮断弁ＳＶを制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。なお、上記所定の閾値は、実験および／または経験に基づいて定められればよい。
【0116】
なお、上述した下部ダクト区画内部ガス検知器７３は、下部ダクト区画７０の上部に位置する天壁７０ａにおいて、下部ダクト区画連通口７０ｈに近い位置、または下部ダクト区画連通口７０ｈの内部に配置される。下部ダクト区画７０内で、燃料ガス供給配管３２等から燃料ガスが万が一漏れた場合、漏れた燃料ガスは、下部ダクト区画連通口７０ｈを通って上部ダクト区画８０に向かう。つまり、下部ダクト区画連通口７０ｈは、下部ダクト区画７０内で燃料ガスが漏れたときに、上記燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する。したがって、下部ダクト区画連通口７０ｈに近い位置または下部ダクト区画連通口７０ｈの内部に下部ダクト区画内部ガス検知器７３が配置されることにより、下部ダクト区画７０内で燃料ガスがどの位置で漏れた場合でも、漏れた燃料ガスの検知を行うことができる可能性を向上することができる。
【0117】
下部ダクト区画７０は、下部ダクト区画給気口７０ｇ、下部ダクト区画連通口７０ｈおよび電池区画連通口７０ｉを除いて密閉された空間を内部に有する。すなわち、下部ダクト区画７０は、下部ダクト区画給気口７０ｇ、下部ダクト区画連通口７０ｈおよび電池区画連通口７０ｉを除いて密閉されている。当該密閉構造により、原則として、ダクト区画給気装置７５および電池区画給気装置３６の駆動時においては、下部ダクト区画給気口７０ｇおよび電池区画連通口７０ｉから下部ダクト区画７０内に入った空気は、下部ダクト区画連通口７０ｈを通って下部ダクト区画７０から排気される。密閉を確保するために、隙間が生じる可能性がある場所には、適宜、シール材が配置される。
【0118】
《３－３－２．上部ダクト区画》
上部ダクト区画８０は、甲板１ａの上部に配置される。具体的には、上部ダクト区画８０は、甲板１ａ上で、下部ダクト区画７０からタンク区画４０にまたがって配置される。本実施形態では、上部ダクト区画８０は、キャビン２の後方に配置され、キャビン２を構成する部材を用いて構成される。すなわち、上部ダクト区画８０は、キャビン２の一部であるということができる。上部ダクト区画８０は、燃料ガス排出配管７１の一部を収容するとともに、ガス充填配管４２の一部を収容する。
上部ダクト区画８０は、甲板１ａの上部に配置される。具体的には、上部ダクト区画８０は、甲板１ａ上で、下部ダクト区画７０からタンク区画４０にまたがって配置される。本実施形態では、上部ダクト区画８０は、キャビン２の後方に配置され、キャビン２を構成する部材を用いて構成される。すなわち、上部ダクト区画８０は、キャビン２の一部であるということができる。上部ダクト区画８０は、燃料ガス排出配管７１の一部を収容するとともに、ガス充填配管４２の一部を収容する。
【0119】
本実施形態では、上部ダクト区画８０が収容する「燃料ガス排出配管７１の一部」は、燃料ガス排出配管７１のうち、ダクト連通部９１の上端からベント管１０に至る部分である。また、上部ダクト区画８０が収容する「ガス充填配管４２の一部」は、ガス充填配管４２のうち、上部ダクト区画８０に設けられる燃料ガス充填口８２から、ダクト連通部９１に至る部分である。なお、ダクト連通部９１は、燃料ガス排出配管７１およびガス充填配管４２とともに二重管を構成する。これにより、燃料ガス排出配管７１又はガス充填配管４２において燃料ガスの漏れが生じた場合でも、燃料ガスが機関室１３に侵入することを防ぐことができる。ダクト連通部９１は、例えばＦＲＰ又はステンレス等で構成される。
【0120】
上部ダクト区画８０は中空の形状を有する。上部ダクト区画８０は、燃料ガス排出配管７１の一部等を収容する、容器、チャンバー、またはボックスと捉えることもできる。本実施形態では、図２および図８に示すように、上部ダクト区画８０を構成する外壁は、例えば、天壁８０ａ、底壁８０ｂ、後壁８０ｃ、前壁８０ｄ、左壁（不図示）および右壁（不図示）を有する。詳細には、後壁８０ｃは、下方に向かうにつれて後方に位置する傾斜構造である。より詳細には、後壁８０ｃは、傾斜角度が異なる複数の傾斜部で構成され、複数の傾斜部は下部側より上部側の方が大きな傾斜を有する構造となっている。上部ダクト区画８０の素材は、例えばＦＲＰであるが、鉄板等であってもよい。また、上部ダクト区画８０の形状は、燃料ガス排出配管７１の一部等を収容できる空間を有する限り、特に限定されない。
【0121】
図２に示すように、上部ダクト区画８０には、燃料ガス充填口８２と、燃料ガス逆止弁８３と、が設けられる。燃料ガス充填口８２は、ガス充填配管４２と接続されている。燃料ガス逆止弁８３は、ガス充填配管４２に設けられている。より詳しくは、燃料ガス逆止弁８３は、ガス充填配管４２と後述の不活性ガス配管８７との分岐部と、燃料ガス充填口８２との間に位置する。
【0122】
燃料ガス充填口８２から燃料ガスが供給されると、上記燃料ガスは、燃料ガス逆止弁８３を介してガス充填配管４２を通り、タンク区画４０内の燃料タンク４１に供給される。これにより、燃料タンク４１に燃料ガスが充填され、貯留される。燃料ガス逆止弁８３は、燃料タンク４１側から燃料ガス充填口８２への燃料ガスの逆流を防止するために設けられている。
【0123】
上部ダクト区画８０には、不活性ガス充填口８４と、開閉弁８５と、不活性ガス逆止弁８６と、不活性ガス配管８７と、がさらに設けられる。不活性ガス充填口８４は、不活性ガス配管８７と接続されている。不活性ガス配管８７は、上部ダクト区画８０内でガス充填配管４２から分岐して設けられる。開閉弁８５および不活性ガス逆止弁８６は、不活性ガス配管８７に設けられる。不活性ガス配管８７において、開閉弁８５は、不活性ガス充填口８４と不活性ガス逆止弁８６との間に位置する。
【0124】
開閉弁８５は、不活性ガス配管８７の流路を開放または閉塞する。なお、不活性ガス配管８７に不活性ガス逆止弁８６が設けられる構成では、開閉弁８５の設置は省略されてもよい。
【0125】
燃料ガス充填口８２に燃料ガスが供給されていない状態において、不活性ガス充填口８４に不活性ガスが供給され、開閉弁８５が不活性ガス配管８７の流路を開放すると、上記不活性ガスは、不活性ガス逆止弁８６を通り、不活性ガス配管８７およびガス充填配管４２を介して、タンク区画４０内の燃料タンク４１に供給される。加えて、タンク側遮断弁４３が燃料ガス供給配管３２の流路を開放し、燃料電池側遮断弁３３が燃料ガス供給配管３２の流路を閉塞し、放出弁７２が燃料ガス排出配管７１の流路を開放することにより、燃料タンク４１内に残存する燃料ガスは、燃料ガス供給配管３２および燃料ガス排出配管７１を介してベント管１０に排出される。これにより、燃料タンク４１から燃料ガスを取り除くことができる（パージ処理）。なお、ガス充填配管４２から直接、燃料タンク４１とタンク側遮断弁４３との間の燃料ガス供給配管３２に繋がる配管が存在していてもよい（タンク方式）。この構成では、燃料タンク４１の不活性ガスのパージ処理の際に、タンク側遮断弁４３を閉塞した状態で燃料タンク４１内に不活性ガスを充填し、その後、不活性ガスを燃料タンク４１から放出することを容易にする目的でタンク側遮断弁４３を開放することが必要である。
【0126】
また、上部ダクト区画８０内には、上部ダクト区画内部ガス検知器８８が収容される。上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、上部ダクト区画８０の内部に配置される燃料ガス検知器である。例えば、燃料ガスが水素ガスである場合、上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、水素ガス検知センサで構成される。
【0127】
上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、上部ダクト区画８０の上部に位置する天壁８０ａに配置される。燃料ガスとしての水素ガスは空気よりも軽く、上昇する。このため、上部ダクト区画８０内で燃料ガスが漏れた場合でも、漏れた燃料ガスを上部ダクト区画内部ガス検知器８８で適切に検知することができる。
【0128】
上部ダクト区画内部ガス検知器８８が上部ダクト区画８０内で燃料ガスを検知したとき、その検知信号は、上部ダクト区画内部ガス検知器８８から制御部１２ａに送られる。これにより、制御部１２ａは、燃料ガス供給配管３２に設けられた遮断弁ＳＶを制御して、燃料タンク４１から燃料電池３１への燃料ガスの供給を停止させることができる。
【0129】
上部ダクト区画８０の底壁８０ｂには、上部ダクト区画給気口８０ｇが設けられている。上部ダクト区画給気口８０ｇは、上下方向に貫通する開口を含んで構成される。上部ダクト区画給気口８０ｇは、ダクト連通部９１と連通する。したがって、上部ダクト区画８０は、上部ダクト区画給気口８０ｇ、ダクト連通部９１、および下部ダクト連通口７０ｈを介して下部ダクト区画７０と連通する。なお、上部ダクト区画給気口８０ｇは、上部ダクト区画８０において、底壁８０ｂ以外の外壁に設けられてもよい。
【0130】
上部ダクト区画８０の後壁８０ｃの、天壁８０ａとの境目近傍には、上部ダクト区画排気口８０ｈが設けられている。上部ダクト区画排気口８０ｈは、後壁８０ｃを貫通する開口を含んで構成される。上部ダクト区画排気口８０ｈは、ベント管連通部８１と連通している。ベント管連通部８１は配管である。上部ダクト区画８０の内部は、上部ダクト区画排気口８０ｈおよびベント管連通部８１を介してベント管１０と連通している。すなわち、ベント管連通部８１は、上部ダクト区画８０の内部とベント管１０とを連通する配管である。
【0131】
ベント管１０は、タンク区画４０から上方に延び、上部ダクト区画８０の内部を通る。より詳しくは、ベント管１０は、上部ダクト区画８０の底壁８０ｂを貫通して上部ダクト区画８０の内部に入り、後壁８０ｃを突き抜ける。
【0132】
ダクト区画給気装置７５の駆動している状態で、上部ダクト区画８０の内部の空気は、ベント管連通部８１およびベント管１０を介して船外に排出される。これにより、上部ダクト区画８０の内部の換気を行うことができる。また、上部ダクト区画８０内で、燃料ガス排出配管７１から燃料ガスが漏れた場合でも、漏れた燃料ガスは、ベント管連通部８１およびベント管１０を介して船外に排出される。これにより、漏れた燃料ガスが上部ダクト区画８０内で滞留することを抑制することができる。
【0133】
さらに、上部ダクト区画８０と下部ダクト区画７０とは、ダクト連通部９１を介して連通している。これにより、（１）ダクト区画給気管７４を介して下部ダクト区画７０の内部に取り込まれた空気、（２）下部ダクト区画７０内の燃料ガス供給配管３２から何らかの原因で漏れた燃料ガス、（３）燃料電池区画３０から連通管９２を介して下部ダクト区画７０に排出された空気または燃料ガスを、上部ダクト区画８０およびベント管１０を介して船外に放出することができる。これにより、下部ダクト区画７０の内部および燃料電池区画３０の内部での燃料ガスの滞留を抑制することができる。
【0134】
なお、上述した上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、上部ダクト区画排気口８０ｈに近い位置、または上部ダクト区画排気口８０ｈの内部に配置される。上部ダクト区画８０内で、燃料ガス排出配管７１又はガス充填配管４２から燃料ガスが万が一漏れた場合、漏れた燃料ガスは、上部ダクト区画排気口８０ｈを通ってベント管１０に向かう。つまり、上部ダクト区画排気口８０ｈは、上部ダクト区画８０内で燃料ガスが漏れたときに、上記燃料ガスが流れる流路の最も下流側に位置する。したがって、上部ダクト区画排気口８０ｈに近い位置または上部ダクト区画排気口８０ｈの内部に上部ダクト区画内部ガス検知器８８が配置されることにより、上部ダクト区画８０内で燃料ガスがどの位置で漏れた場合でも、漏れた燃料ガスの検知を行うことができる。なお、本実施形態では、好ましい形態として、上部ダクト区画内部ガス検知器８８は、上部ダクト区画８０の天板に滞留した水素ガスを検知できる位置に設置されている。これにより、換気のための通風が無い状態でも水素ガスの漏洩を迅速に検知することができる。
【0135】
上部ダクト区画８０は、上部ダクト区画給気口８０ｇおよび上部ダクト区画排気口８０ｈを除いて密閉された空間を内部に有する。すなわち、上部ダクト区画８０は、上部ダクト区画給気口８０ｇおよび上部ダクト区画排気口８０ｈを除いて密閉されている。当該密閉構造により、原則として、ダクト区画給気装置７５および電池区画給気装置３６の駆動時においては、上部ダクト区画給気口８０ｇから上部ダクト区画８０内に入った空気は、上部ダクト区画排気口８０ｈを通って上部ダクト区画８０から排気される。密閉を確保するために、隙間が生じる可能性がある場所には、適宜、シール材が配置される。
【0136】
以上の説明からわかるように、ダクト区画９０は、当該区画（自区画）の内部の換気を行う換気口を除いて密閉されている。燃料電池区画３０およびタンク区画４０に加えて、燃料の放出源を含むダクト区画についても内部の換気を行う換気口を除いて密閉されているために、燃料の放出源を含まない区域に燃料が侵入して発火や爆発が生じる可能性をさらに低下させることができる。
【0137】
〔４．検知器を用いた安全対策の補足〕
燃料電池船ＳＨは、区画内に配置され、燃料を検知する第１検知器を備える。第１検知器により区画内の燃料の濃度が第１閾値以上であることが検知された場合に、区画内にある非防爆機器への電源供給が停止される。このように構成すると、燃料の放出源を含む区画内に非防爆機器を配置した場合でも、区画において爆発や火災が発生する可能性を低減することができる。
燃料電池船ＳＨは、区画内に配置され、燃料を検知する第１検知器を備える。第１検知器により区画内の燃料の濃度が第１閾値以上であることが検知された場合に、区画内にある非防爆機器への電源供給が停止される。このように構成すると、燃料の放出源を含む区画内に非防爆機器を配置した場合でも、区画において爆発や火災が発生する可能性を低減することができる。
【0138】
本実施形態では、第１検知器には、燃料電池区画３０内に配置される燃料電池区画内部ガス検知器３４ａが含まれる。すなわち、内部に第１検知器が配置される区画には、燃料電池３１が配置される燃料電池区画３０が含まれる。このために、燃料電池船ＳＨにおいては、燃料電池区画３０での爆発や火災の発生を抑制することができ、燃料電池システム３を保護することができる。
【0139】
なお、本実施形態では、第１検知器には、タンク区画４０内に配置されるタンク区画内部ガス検知器４４ａと、下部ダクト区画７０内に配置される下部ダクト区画内部ガス検知器７３と、上部ダクト区画８０内に配置される上部ダクト区画内部ガス検知器８８と、がさらに含まれる。すなわち、内部に第１検知器が配置される区画には、タンク区画４０と、下部ダクト区画７０と、上部ダクト区画８０と、がさらに含まれる。
【0140】
非防爆機器は、予め決められた防爆構造の規格に適合していない電気機械器具である。なお、非防爆機器は、上述した補機１１に含まれる。本実施形態では、例えば、燃料電池区画３０に配置されるＤＣ／ＤＣコンバータ３１１、タンク区画４０に配置される燃料タンク４１に取り付けられるバルブアセンブリ（不図示）等が挙げられる。また、例えば、遮断弁ＳＶおよび放出弁７２が防爆構造を有さない電磁弁である場合には、それらは非防爆機器に該当する。
【0141】
なお、第１検知器３４ａ、４４ａ、７３、８８は、好ましい形態として防爆機器として構成されている。このように構成することにより、燃料ガスが漏れた後においても第１検知器３４ａ、４４ａ、７３、８８を作動させ続けることができ、区画内の燃料ガスの濃度に応じた適切な対応を採ることができる。
【0142】
電源供給の停止は、具体的には制御部１２ａにより行われる。制御部１２ａは、第１検知器３４ａ、４４ａ、７３、８８から入力される信号に基づいて区画内３０、４０、７０、８０の燃料ガスの濃度を取得可能に設けられる。制御部１２ａは、区画内の取得した燃料ガスの濃度が第１閾値以上である場合に、当該区画内にある非防爆機器への電源供給を停止する。すなわち、非防爆機器は、区画内の燃料ガスの濃度が第１閾値以上である場合に、電源オフ状態とされる。電源供給が停止されるために、非防爆機器が着火源となることを防止できる。なお、制御部１２ａは、区画内に複数の非防爆機器が存在する場合、当該区画内の全ての非防爆機器への電源供給を停止する。
【0143】
第１閾値は、予め決められた閾値であり、実験等により決定されればよい。第１閾値は、例えば燃料ガスの爆発下限界（ＬＥＬ：Lower Explosive Limit）の４０％等である。第１閾値は、上述した遮断弁ＳＶや放出弁７２の開閉を判断する所定の閾値と同じであってもよいし、異なってもよい。また、区画が複数ある場合、いずれの区画に対しても同じ値の第１閾値が設定されてよい。ただし、場合によっては、区画ごとに異なる値の第１閾値が設定されてもよい。
【0144】
燃料電池船ＳＨでは、区画のいずれかにおいて、燃料の濃度が第１閾値以上である場合に、当該区画と換気経路が繋がる他の区画にある非防爆機器への電源供給が停止される構成としてよい。このように構成することで、燃料の濃度が高くなる可能性がある区画に対して素早く安全措置を講じることができ、爆発や火災の発生の可能性をさらに低減することができる。
【0145】
また、別の例として、燃料電池船ＳＨでは、区画のいずれかにおいて、燃料の濃度が第１閾値以上である場合に、当該区画を除く残り全ての区画にある非防爆機器への電源供給が停止される構成としてよい。このように構成とすると、不慮の事態が生じたような場合でも、爆発や火災が起こる可能性を低くすることができ、安全性をさらに向上することができる。
【0146】
なお、本実施形態では、燃料電池区画３０と、タンク区画４０と、ダクト区画９０（下部ダクト区画７０および上部ダクト区画８０）とは、互いに換気経路が繋がっている。安全上の好ましい形態として、燃料電池区画３０と、タンク区画４０と、ダクト区画９０とのいずれかで燃料ガスの濃度が第１閾値以上となった場合に、全ての区画３０、４０、９０内にある非防爆機器への電源供給が停止される構成となっている。
【0147】
また、以上説明したように、燃料電池船ＳＨは、燃料の放出源を含む区画の内部の換気に使用される通風装置をさらに備える。これにより、区画内で燃料が漏れた場合でも、素早く換気を行って区画内の燃料を排除することができる。本実施形態では、詳細には、燃料電池区画３０、タンク区画４０、および、ダクト区画９０のそれぞれに対して、独立して通風装置３６、４６、７５が設けられる。このために、燃料の放出源を含む各区画３０、４０、９０のそれぞれに対して、換気のために必要な空気の流量を十分に確保することができる。すなわち、各区画の換気を適切に行うことができる。
【0148】
各通風装置３６、４６、７５は、上述のように、各区画３０、４０、９０に対して空気を送り込む給気装置である。言い換えると、通風装置３６、４６、７５は押込み式である。このために、通風装置３６、４６、７５は、区画３０、４０、９０を換気する際の空気の流れの上流側に配置されることになり、区画３０、４０、９０内の燃料の放出源から放出された燃料ガスが通風装置を通過することを避けることができる。すなわち、燃料ガスが通風装置を通過することが原因となって（例えば通風装置における電気火花が原因となって）、燃料ガスが発火したり、爆発したりするといった事態を避けることができる。
【0149】
上述のように、本実施形態では、通風装置３６、４６、７５の周囲に燃料を検知する第２検知器が配置される。このように構成することで、押込み式の通風装置を安価な非防爆型の通風装置とすることができる。本実施形態では、第２検知器には、電池区画給気装置３６の周囲に配置される電池区画外部ガス検知器３７と、タンク区画給気装置４６の周囲に配置されるタンク区画外部ガス検知器４７と、ダクト区画給気装置７５の周囲に配置されるダクト区画外部ガス検知器７６とが含まれる。
【0150】
通風装置３６、４６、７５は、第２検知器３７、４７、７６により第２閾値以上の燃料の濃度が検知された場合に停止される。このように構成すると、爆発等が生じ易い状況で燃料ガスが通風装置３６、４６、７５を通過することを避け易くすることができる。すなわち、通風装置３６、４６、７５を安価な非防爆型の通風装置としても、火災や爆発が起こる可能性を低減することが可能である。
【0151】
本実施形態では、通風装置３６、４６、７５の停止は、具体的には制御部１２ａにより行われる。制御部１２ａは、第２検知器３７、４７、７６から入力される信号に基づいて通風装置３６、４６、７５の周囲の燃料ガスの濃度を取得可能に設けられる。制御部１２ａは、取得した燃料ガスの濃度が第２閾値以上である場合に、第２閾値以上の燃料ガス濃度を検知した第２検知器の近くにある通風装置の動作を停止する。詳細には、電池区画外部ガス検知器（第２検知器）３７を用いて第２閾値以上の燃料ガスが検知された場合には、電池区画給気装置（通風装置）３６が停止される。タンク区画外部ガス検知器（第２検知器）４７を用いて第２閾値以上の燃料ガスが検知された場合には、タンク区画給気装置（通風装置）４６が停止される。ダクト区画外部ガス検知器（第２検知器）７６を用いて第２閾値以上の燃料ガスが検知された場合には、ダクト区画給気装置（通風装置）７５が停止される。
【0152】
第２閾値は、予め決められた閾値であり、実験等により決定されればよい。第２閾値は、例えば燃料ガスの爆発下限界（ＬＥＬ）の４０％等である。第２閾値は、上述した第１閾値と同じであってもよいし、異なってもよい。通風装置が複数ある場合に、いずれの通風装置に対しても同じ値の第２閾値が設定されてよい。ただし、場合によっては、通風装置ごとに異なる値の第２閾値が設定されてもよい。
【0153】
通風装置３６、４６、７５は、燃料電池３１を含む燃料電池システム３の動作中において、第２検知器３７、４７、７６により燃料ガスの濃度に関する異常が認められない場合には、常時稼働している。このために、燃料ガスの漏れが生じた場合でも、区画３０、４０、９０内の燃料ガスを適切に排除することができる。
【0154】
図９は、通風装置３６の起動時の制御例を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、通風装置３６の起動の制御は制御部１２ａにより行われる。他の通風装置４６、７５も、通風装置３６と同様の制御が行われる。このため、通風装置３６の場合を代表例として説明する。
【0155】
ステップＳ１では、制御部１２ａが第２検知器３７の電源状態を監視する。制御部１２ａは、第２検知器３７の電源がオンされたことを確認すると（ステップＳ１でＹｅｓ）、次のステップＳ２に処理を進める。
【0156】
ステップＳ２では、制御部１２ａが、第２検知器３７において検知される燃料ガスの濃度が第２閾値より小さいか否かを確認する。制御部１２ａは、燃料ガスの濃度が第２閾値より小さい場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、次のステップＳ３に処理を進める。制御部１２ａは、燃料ガスの濃度が第２閾値以上である場合（ステップＳ２でＮｏ）、ステップＳ４に処理を進める。
【0157】
ステップＳ３では、制御部１２ａが通風装置３６を起動させる。なお、通風装置３６が起動されると、燃料電池３１が起動される。すなわち、燃料電池３１の稼働時には、通風装置３６も稼働している。
【0158】
ステップＳ４では、制御部１２ａは、通風装置３６を起動できないエラー状態を検出する。この場合、通風装置３６は起動されない。例えば、制御部１２ａは、エラー状態であることを船員等に報知する処理を行う。なお、報知手段には、例えば、画面表示、音声、発光、振動等が利用されてよい。
【0159】
以上のように、通風装置３６の起動には、第２検知器３７の電源オンが前提条件となる。通風装置３６は、第２検知器３７の電源がオフである状態では起動されない。このために、通風装置３６の周囲の燃料ガスの濃度が高い状態で通風装置３６が起動されることを防止できる。
【0160】
なお、通風装置３６は、燃料電池システム３が停止されると、それに応じて停止されてよい。この場合において、通風装置３６の電源の停止タイミングは、燃料電池システム３の停止と同時ではなく、燃料電池システム３の停止から所定期間経過した後であることが好ましい。このように構成することで、燃料電池区画３０内に燃料ガスが滞留した状態となる可能性を低減することができる。なお、所定期間は例えば数秒から数十秒等であってよい。また、当該通風装置３６の停止制御は、他の通風装置４６、７５にも同様に適用されてよい。
【0161】
〔５．留意事項〕
本明細書中に開示される種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
本明細書中に開示される種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
【符号の説明】
【0162】
１・・・船体
３０・・・燃料電池区画
３１・・・燃料電池
３４ａ・・・燃料電池区画内部ガス検知器（第１検知器）
３６・・・電池区画給気装置（通風装置）
３７・・・電池区画外部ガス検知器（第２検知器）
４０・・・タンク区画
４４ａ・・・タンク区画内部ガス検知器（第１検知器）
４６・・・タンク区画給気装置（通風装置）
４７・・・タンク区画外部ガス検知器（第２検知器）
７０・・・下部ダクト区画
７３・・・下部ダクト区画内部ガス検知器（第１検知器）
７５・・・ダクト区画給気装置（通風装置）
７６・・・ダクト区画外部ガス検知器（第２検知器）
８０・・・上部ダクト区画
８８・・・上部ダクト区画内部ガス検知器（第１検知器）
９０・・・ダクト区画
３１１・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ（非防爆機器）
ＳＨ・・・燃料電池船
３０・・・燃料電池区画
３１・・・燃料電池
３４ａ・・・燃料電池区画内部ガス検知器（第１検知器）
３６・・・電池区画給気装置（通風装置）
３７・・・電池区画外部ガス検知器（第２検知器）
４０・・・タンク区画
４４ａ・・・タンク区画内部ガス検知器（第１検知器）
４６・・・タンク区画給気装置（通風装置）
４７・・・タンク区画外部ガス検知器（第２検知器）
７０・・・下部ダクト区画
７３・・・下部ダクト区画内部ガス検知器（第１検知器）
７５・・・ダクト区画給気装置（通風装置）
７６・・・ダクト区画外部ガス検知器（第２検知器）
８０・・・上部ダクト区画
８８・・・上部ダクト区画内部ガス検知器（第１検知器）
９０・・・ダクト区画
３１１・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ（非防爆機器）
ＳＨ・・・燃料電池船
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
