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記事詳細:Detailed Article

JARI Research Journal (2012~)環境・エネルギー/Environment & Energy

資料名 / Title

JRJ20151102 研究速報
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床からの輻射熱による安全弁の作動に関わる一考察
Consideration for a Pressure Relief Device Activated by Radiant Heat from the Floor

田村 陽介,佐藤 研二
Yohsuke TAMURA,Kenji SATO

燃料電池自動車(HFCV)に搭載される圧縮水素容器には,火災による容器の破裂を防ぐため,火災の熱を検知し,容器内の水素ガスを放出させる熱作動式容器安全弁(Temperature Activated Pressure Relief Device: TPRD)が装着される.TPRDの作動により放出された水素ガスは,既にTPRDの近傍に存在する火炎によって,ただちに着火する.そこで,鉄製の甲板で階層が仕切られた構造を持つ自動車専用輸送船 (Pure Car Carrier: PCC)やフェリーにおいて,HFCVを海上輸送している際での一つの事故シナリオを考える.
 Fig.1に,ひとつの事故シナリオを示す.船室内の下部階から火災が発生し,鉄板製のデッキを通じて上部階に駐車するHFCVが加熱される事故シナリオである.
 PCCやフェリーには,HFCVが自走して積み込まれるため,燃料の水素は充填された状態にある.HFCVの車底部には圧縮水素容器があるため,床からの輻射熱を受けて,圧縮水素容器に装着されているTPRDが作動し,水素ガスが放出されることが考えられる.この時点で水素ガスが放出された船室内に火炎がないと,水素による可燃性混合気を形成し,爆発を誘引する状況に至る.しかし,既に車両の外装品などが加熱された床によって自己着火していれば,その後,TPRDが作動しても,その火炎を発火源にして直ちに水素火炎が形成されるので,爆発を誘引する状況には至らない.
 そこで,本研究では,圧縮水素容器のTPRDが作動するための輻射熱と作動するまでの時間の関係を実験的に導き,その関係と,床の温度がタイヤなどの樹脂材料の自着火温度になる際のTPRDが受ける輻射熱から,TPRDが作動するのかを調べ,上記に示したひとつの事故シナリオの可能性を考察した.
In the case a fire breaks out on the lower deck of a car carrier ship or ferry, any fuel cell vehicles (FCVs) parked on the upper deck may be exposed to radiant heat from the lower deck. Assuming that the thermal pressure relief device (TPRD) of an FCV hydrogen cylinder is activated by the radiant heat without the presence of flames, hydrogen gas will be released by the TPRD to form combustible air-fuel mixtures in the vicinity. To investigate the possibility of this accident scenario, the present study investigated the relationship between radiant heat and TPRD activation time and evaluated the possibility of radiant heat causing hydrogen releases by TPRD activation under the condition of deck temperature reaching the spontaneous ignition level of the tires and other automotive parts. It was found: a) the tires as well as polypropylene and other plastic parts underwent spontaneous ignition before TPRD was activated by radiant heat and b) when TPRD was finally activated, the hydrogen releases were rapidly burned by the flames of the tires and plastic parts on fire. Consequently, it was concluded that an explosion of air-fuel mixtures assumed in the accident scenario does not occur in the real world.

種別 / Article Type

JARI Research Journal (2012~)

資料名 / Title

JRJ20151102 研究速報

発行年月 / Date of Issue

2015/11

分野 / Field

環境・エネルギー/Environment & Energy
ID:6842
 

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