JP2016114463A - 試料採取装置及び試料採取方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から試料用水素ガスボンベへの採取を行う、安全性と可搬性を備えた装置及び方法を提供する。【解決手段】試料採取装置１は、減圧安全ユニット２、および、ボンベユニット３から構成される。減圧安全ユニット２は、安全機器を収納する機器収納室とボンベ接続室とから形成される。ボンベユニット３は、ボンベ７の先端部、口金及びボンベ開閉弁７３を露出させた露出部を除いて、ボンベ７を開閉可能なケーシング内に着脱可能に収納し、ボンベ７の露出部をボンベ接続室の開口面部からボンベ接続室に挿入可能に形成されている。試料用水素ガスのボンベ７内への採取は、ボンベ７の口金と機器収納室の供給管路４における水素出口４２とを可撓性ホース８で接続して行う。【選択図】図１

Description

本発明は、水素ステーションなどで燃料電池自動車などの燃料として供給される燃料水素ガス中の不純物を分析するための、試料採取装置及び試料採取方法に係り、特に、燃料電池用の燃料水素ガスの貯蔵容器からの試料用水素ガスのボンベへの採取を行う減圧安全ユニットとボンベユニットとから構成して、安全性と可搬性とを備えた装置及び方法とした技術である。
近年、地球環境保護の一環として、地球温暖化防止のために低炭素社会の構築が世界的な潮流となっており、我が国においても、燃料電池自動車・水素供給インフラ整備普及プロジェクトが官民挙げて推進されており、燃料電池自動車はもちろん燃料電池を利用した鉄道やバイク、フォークリフト、水素を直接燃料として用いる自動車などの車両（以下、「水素車両 」という。）も注目されている。
そこで、水素供給インフラとして、水素ステーションの整備が急ピッチで計画、推進されている。
水素ステーションなどで水素車両に供給される燃料水素ガスについては、水素ガスに一酸化炭素や硫化水素などの不純物が含まれていると、燃料電池の触媒の性能劣化が生じるため、水素ガス中の各種不純物の最大許容濃度が規定されている。
したがって、水素ステーションなどで水素車両に供給される燃料水素ガス中の複数の不純物について、同定と定量を行って水素ガス中の各種不純物が最大許容濃度以下であることを確認することが必要であり、かつ、定期的により精密な不純物の分析が必要である。
しかしながら、水素ステーションは最近急激に設置されるようになったために、水素ステーションで供給される水素ガスを採取するために適した装置、方法は知られていない。
これまで知られている試料採取装置、試料採取方法としては、安全弁装置を備えたガスサンプリング容器（例えば、特許文献１参照）、高純度ガス用サンプラー（例えば、特許文献２参照）、迅速ガスサンプラー（例えば、特許文献３参照）などが知られている。
特開２００８−３９４４０号公報 特開２０００−１７１３６２号公報 特開平７−２９４３９５号公報
特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載された従来の技術では、水素ステーションで供給される７０ＭＰａという高圧の水素ガスを安全に採取することは開示されていない。
そこで、本発明は、このような従来の技術が有していた課題を解決しようとするものであり、破裂板と安全弁とで安全を保持し、かつ、不必要な水素ガスの排気を防止し、１台の試料採取装置を搬送することにより、複数の水素ステーション等から複数のボンベに試料用水素ガスを採取することを目的としている。
請求項１に係る本発明の試料採取装置は、水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から試料用水素ガスのボンベへの採取を行う減圧安全ユニットとボンベユニットとからなる試料採取装置であって、
前記減圧安全ユニットは、機器を収納する機器収納室と、採取用の可撓性ホースを前記ボンベに接続可能なボンベ接続室とを形成し、
前記機器収納室には、前記貯蔵容器から高圧水素ガスを導入する供給管路と、設定圧力を超えたときに前記供給管路内の水素ガスを排出する安全管路と、前記供給管路から前記ボンベに至る管内の気体を排気する排気管路とを備え、
前記供給管路の一端に前記貯蔵容器からの水素入口を設け、前記供給管路の他端に前記ボンベへの水素出口を設けるとともに、前記水素出口を前記機器収納室と前記ボンベ接続室との境界近傍に配置し、
前記供給管路に前記水素入口から導入した高圧水素ガスを減圧する減圧弁と、前記減圧弁で減圧された水素ガスの流量を調節する流量調節弁とを介設し、
前記減圧弁と前記流量調節弁との途中の前記供給管路における分岐部から、前記安全管路と排気開閉弁を介設した前記排気管路とを分岐し、
前記安全管路に前記供給管路の分岐部から順に元弁と、第一設定圧力以上で前記安全管路の封鎖を解除する破裂板と、前記第一設定圧力よりも低い第二設定圧力で開くとともに前記第二設定圧力未満の第三設定圧力で閉じる安全弁とを介設し、
前記ボンベ接続室には、外側に開口した開口面部を有し、
前記ボンベユニットは、前記ボンベの先端部、口金及びボンベ開閉弁を露出させた露出部を除いて、前記ボンベを開閉可能なケーシング内に着脱可能に収納し、
前記ボンベの露出部を前記ボンベ接続室の開口面部から前記ボンベ接続室に挿入可能に形成して、前記ボンベの口金と前記水素出口とを前記可撓性ホースで接続して、試料用水素ガスを前記ボンベ内に採取するようにしたものである。
請求項２に係る本発明の試料採取方法は、水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から試料用水素ガスのボンベへの採取を行う減圧安全ユニットとボンベユニットとからなる試料採取装置であって、
前記減圧安全ユニットは、機器を収納する機器収納室と、採取用の可撓性ホースを前記
ボンベに接続可能なボンベ接続室とを形成し、
前記機器収納室には、前記貯蔵容器から高圧水素ガスを導入する供給管路と、設定圧力を超えたときに前記供給管路内の水素ガスを排出する安全管路と、前記供給管路から前記ボンベに至る管内の気体を排気する排気管路とを備え、
前記供給管路の一端に前記貯蔵容器からの水素入口を設け、前記供給管路の他端に前記ボンベへの水素出口を設けるとともに、前記水素出口を前記機器収納室と前記ボンベ接続室との境界近傍に配置し、
前記供給管路に前記水素入口から導入した高圧水素ガスを減圧する減圧弁と、前記減圧弁で減圧された水素ガスの流量を調節する流量調節弁とを介設し、
前記減圧弁と前記流量調節弁との途中の前記供給管路における分岐部から、前記安全管路と排気開閉弁を介設した前記排気管路とを分岐し、
前記安全管路に前記供給管路の分岐部から順に元弁と、第一設定圧力以上で前記安全管路の封鎖を解除する破裂板と、前記第一設定圧力よりも低い第二設定圧力で開くとともに前記第二設定圧力未満の第三設定圧力で閉じる安全弁とを介設し、
前記ボンベ接続室には、外側に開口した開口面部を有し、
前記ボンベユニットは、前記ボンベの先端部、口金及びボンベ開閉弁を露出させた露出部を除いて、前記ボンベを開閉可能なケーシング内に着脱可能に収納し、
前記ボンベの露出部を前記ボンベ接続室の開口面部から前記ボンベ接続室に挿入して、前記ボンベの口金と前記水素出口とを前記可撓性ホースで接続するとともに、前記水素入口を前記貯蔵容器の充填口に接続し、
前記流量調節弁を開いて前記供給管路内、前記可撓性ホース内及び前記排気管路内に水素ガスを充填した後に前記流量調節弁を閉じて充填を停止し、前記排気開閉弁を開いて排気するとともに、前記ボンベ開閉弁を開いて前記ボンベ内の残留水素ガスを排気し、
前記排気開閉弁を閉じ、前記流量調節弁を開いて前記貯蔵容器から前記ボンベ内への充填を開始して前記ボンベ内に試料用水素ガスを採取するようにしたものである。
請求項３に係る本発明の試料採取装置又は試料採取方法は、請求項１に記載の試料採取装置の構成に加え又は請求項２に記載の試料採取方法の構成に加え、前記減圧安全ユニットは、下側枠体の底部に４輪の移動用車輪を備えるとともに可搬可能とし、前記ボンベユニットは、底部に４輪の移動用車輪を備えるとともに可搬可能としたものである。
請求項４に係る本発明の試料採取装置又は試料採取方法は、請求項１又は３に記載の試料採取装置の構成に加え又は請求項２又は３に記載の試料採取方法の構成に加え、前記ボンベユニットのケーシングは、横長直方体状で、上面を長手方向中央で分割して、長手方向に直交する縦断面がＬ字型の側面と分割上面とからなる一対のケーシングに形成し、前記一対のケーシングの各側面下端に複数の蝶番を設け、前記一対の各分割上面に開閉用の取っ手を設けて、一対の開閉可能なケーシングとしたものである。
請求項５に係る本発明の試料採取装置又は試料採取方法は、請求項３に記載の試料採取装置の構成に加え又は請求項３に記載の試料採取方法の構成に加え、前記ボンベユニットには、前記ボンベの長手方向に平行な一対の枠材及び前記一対の枠材の一方の端部を連結する第一ハンドルを設けたコ字状の枠体と、前記枠体の端部に設けた一対の車輪と、前記枠体の端部近傍を連結する連結部材と、一端を前記連結部材の中央を支点として回動可能に取付けるとともに他端を前記ボンベユニットの底部フレームの長手方向中央を支点として回動可能に取付けた回動アームとを備えた、前記枠体に設けた一対の車輪を位置可変とした回動フレームを形成し、
前記回動フレームを回動したときに、前記第一ハンドルを係止する第一係止部と第二係止部とを前記底部フレームに形成し、
前記回動フレームを回動して前記第一ハンドルを第一係止部に係止することにより、前記一対の位置可変の車輪を前記ボンベの底部側の他方の一対の車輪近傍に位置させ、
前記回動フレームを回動して前記第一ハンドルを第二係止部に係止することにより、前記回動アームと前記コ字状の枠体とが所定の角度を形成するとともに一方の一対の車輪と他方の一対の車輪とが同一平面上で所定距離離れて位置し、前記ボンベユニットが傾斜状態となるようにしたものである。
請求項１に係る本発明の試料採取装置又は請求項２に係る試料採取方法は、減圧安全ユニット内に備えた供給管路に介設した流量調節弁と減圧弁との途中の供給管路における分岐部から、安全管路と排気開閉弁を介設した排気管路とを分岐し、安全管路に供給管路の分岐点から順に元弁と、第一設定圧力以上で安全管路の封鎖を解除する破裂板と、前記第一設定圧力よりも低い第二設定圧力で開くとともに前記第二設定圧力未満の第三設定圧力で閉じる安全弁とを介設したから、仮に、減圧弁の作動不良により供給管路内が第一設定圧力以上の過充填となった際には、即時に破裂板が安全管路の封鎖を解除して安全弁を通って水素ガスを排気して安全を保持するとともに、排気により安全管路内が第三設定圧力に下降すると安全弁を閉じて不必要な水素ガスの排気を防止するのである。
また、試料採取装置を減圧安全ユニットとボンベユニットから形成して、ボンベユニットは、ボンベの先端部、口金及びボンベ開閉弁を露出させた露出部を除いて、前記ボンベを開閉可能なケーシング内に着脱可能に収納し、
前記ボンベの露出部を前記ボンベ接続室の開口面部から前記ボンベ接続室に挿入可能に形成して、前記ボンベの口金と前記水素出口とを前記可撓性ホースで接続して、試料用水素ガスを前記ボンベ内に採取するようにしたから、試料用水素ガスのボンベの交換が可能であり、１台の試料採取装置を搬送することにより、複数の水素ステーションにおいて水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から複数のボンベに試料用水素ガスを採取することができるのである。
請求項３に係る本発明の試料採取装置又は試料採取方法は、請求項１に係る本発明の試料採取装置又は請求項３に係る本発明の試料採取方法の効果に加え、減圧安全ユニットは、下側枠体の底部に４輪の移動用車輪を備えるとともに可搬可能とし、ボンベユニットは、底部に４輪の移動用車輪を備えるとともに可搬可能としたから、貯蔵容器から試料用水素ガスを採取する際に、減圧安全ユニット及びボンベユニットを移動して設置及び撤去を簡単に行うことができるのである。
請求項４に係る本発明の試料採取装置又は試料採取方法は、請求項１又は２に係る本発明の試料採取装置又は請求項２又は３に係る本発明の試料採取方法の効果に加え、ボンベユニットのケーシングは、横長直方体状で、上面を長手方向中央で分割して、長手方向に直交する縦断面がＬ字型の側面と分割上面とからなる一対のケーシングに形成し、一対のケーシングの各側面下端に複数の蝶番を設け、一対の各分割上面に開閉用の取っ手を設けて、一対の開閉可能なケーシングとしたから、ボンベユニットへのボンベの着脱を簡単に行うことができるのである。
請求項５に係る本発明の試料採取装置又は試料採取方法は、請求項３に係る本発明の試料採取装置又は試料採取方法の効果に加え、ボンベユニットには、ボンベの長手方向に平行な一対の枠材及び一対の枠材の一方の端部を連結する第一ハンドルを設けたコ字状の枠体と、枠体の端部に設けた一対の車輪と、枠体の端部近傍を連結する連結部材と、一端を連結部材の中央を支点として回動可能に取付けるとともに他端をボンベユニットの底部フレームの長手方向中央を支点として回動可能に取付けた回動アームとを備えた、枠体に設けた一対の車輪を位置可変とした回動フレームを形成し、
回動フレームを回動したときに、第一ハンドルを係止する第一係止部と第二係止部とを底部フレームに形成し、
回動フレームを回動して第一ハンドルを第一係止部に係止することにより、一対の位置可変の車輪がボンベの底部側の他方の一対の車輪近傍に位置させ、
前記回動フレームを回動して前記第一ハンドルを第二係止部に係止することにより、前記回動アームと前記コ字状の枠体とが所定の角度を形成するとともに一方の一対の車輪と他方の一対の車輪とが同一平面上で所定距離離れて位置し、前記ボンベユニットが傾斜状態となるようにしたから、ボンベユニットの形態（姿勢）を変化させて取扱いを容易にできるのである。
本発明の実施の形態に係る試料採取装置の管路の説明図である。 本発明の実施の形態に係る試料採取装置の正面図である。 図２の平面図である。 本発明の実施の形態に係る減圧安全ユニットの機器を示す正面図である。 図４の側面図である。 図５の平面図である。 本発明の実施の形態に係るボンベユニットを倒立させた状態で示す正面図である。 図７の右側面図である。 ケーシングの開閉状態を示した図８の平面図である。 本発明の実施の形態に係るボンベユニットを斜めにさせた状態を示す正面図である。
以下、本発明の実施の形態を添付した図面により詳細に説明する。
図２〜図３は本発明の実施の形態に係る試料採取装置の図面、図４〜図６は本発明の実施の形態に係る試料採取装置を構成する減圧安全ユニットの図面及び図７〜図１０は本発明の実施の形態に係る試料採取装置を構成するボンベユニットの図面である。
本発明の実施の形態に係る試料採取装置について、図１〜図１０に基づき説明する。
試料採取装置１は、水素ステーションなどの水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から水素車輌の車載容器への充填用ノズル（図示せず）を介して試料用水素ガスのボンベ７への採取を行う減圧安全ユニット２とボンベユニット３とから構成している。
ボンベ７は、水素ステーションなどで水素車両に供給される燃料水素ガス中の複数の不純物について、同定と定量を行って水素ガス中の各種不純物が最大許容濃度以下であることを確認することが必要であり、かつ、定期的により精密な不純物の分析が必要であるため、そのような不純物の分析用の試料用水素ガスを収納して運搬するための容器である。
減圧安全ユニット２は、上下二段の枠体２１ａ、２２ａを形成して、上側枠体２１ａに各種機器を収納する機器収納室２１を、下側枠体２２ａに試料用水素ガス採取用の可撓性ホース８をボンベ７に接続するボンベ接続室２２をそれぞれ形成している。
機器収納室２１には、水素ステーションなどで水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から、７０ＭＰａの高圧水素ガスを導入する供給管路４と、設定圧力、例えば１４．５ＭＰａを超えたときに供給管路４内の水素ガスを排出する安全管路５と、供給管路４からボンベ７に至る管内の気体を排気する排気管路６とを備えている。
また、供給管路４の一端に貯蔵容器からの水素入口４１を設け、供給管路４の他端にボンベ７への水素出口４２を設けるとともに、水素出口４２を機器収納室２１とボンベ接続室２２との境界近傍に配置している。
そして、供給管路４に、水素入口４１から導入した７０ＭＰａの高圧水素ガスを１４ＭＰａに減圧する減圧弁４３と、減圧弁４３で減圧された水素ガスの流量を調節する流量調節弁４４とを介設している。
流量調節弁４４と減圧弁４３との途中の供給管路４における分岐部４５から、安全管路５と排気開閉弁６１を介設した排気管路６とを分岐している。
安全管路５に、供給管路４の分岐部４５から順に元弁５１と、第一設定圧力以上で安全管路５の封鎖を解除する破裂板５２と、第一設定圧力よりも低い第二設定圧力で開くとともに第二設定圧力未満で閉じる安全弁５３とを介設している。
ここで、ボンベ７は、型式４７Ｌ（７型）、内容積４７Ｌ、直径２３２ｍｍ、長さ１３２０ｍｍ、充填量７ｍ３（１４．７ＭＰａ）の仕様であり、前記第一設定圧力を１４．５ＭＰａとして、１４．７ＭＰａを最大使用圧力としているボンベ７の仕様に合わせている。
また、第二設定圧力を１４．０ＭＰａ及び第三設定圧力を１３．５ＭＰａとして、安全管路５内が第一設定圧力となると、即時に破裂板５１が破裂して安全管路５の封鎖を解除して安全弁５３を通って水素ガスを排気して安全を保持するようにしている。
安全弁５３は、排気により安全管路５内が第三設定圧力に下降すると自動的に閉じて不必要な水素ガスの排気を防止するのである。
さらに、破裂板５１を設け、圧力計５４を併設しているので、安全弁５３のみ設置するのと異なり外部からの大気成分の流入がないことに加え、破裂板５１に微細な亀裂が入った場合にも圧力計５４で検知できるようにしたから、採取試料の測定項目である窒素や酸素の濃度測定に対する悪影響をより効果的に防止できる構成となっている 。
機器収納室２１の底面とボンベ接続室２２の上面とは、上側枠体２１ａを下側枠体２２ａに重ねて載置して、開口部としている。
また、ボンベ接続室２２は、開口した開口面部２２ｂを左側側面に有している。
前記ボンベユニット３は、ボンベ７の先端部７１、口金７２及び開閉弁７３を露出させた露出部７４を除いてボンベ７を、開閉可能なケーシング３１ａを備えたケーシング３１内に、ボンベ７の円筒部を水平にして着脱可能に収納している。
ボンベ７の露出部７４を減圧安全ユニット２のボンベ接続室２２の開口面部２２ｂからボンベ接続室２２内に挿入可能として、ボンベ７の口金７２と減圧安全ユニット２の水素出口４２とを可撓性ホース８で接続して、試料用水素ガスをボンベ７内に採取するようにしている。
減圧安全ユニット２は、下側枠体２２ａの底部に４輪の移動用の車輪２３を備えるとともに可搬可能とすることにより、貯蔵容器から試料用水素ガスを採取する際に、移動して設置及び撤去を簡単に行うことができるようにしている。
また、ボンベユニット３も、減圧安全ユニット２と同様に、底部に４輪の移動用の車輪３２を備えるとともに可搬可能とすることにより、貯蔵容器から試料用水素ガスを採取する際に、移動して設置及び撤去を簡単に行うことができるようにしている。
さらに、ボンベユニット３のケーシング３１は、横長直方体状で、上面を長手方向中央で分割して、長手方向に直交する縦断面がＬ字型の側面３１ｂと分割上面３１ｃとからなる一対のケーシング３１ａに形成し、一対のケーシング３１ａの各側面３１ｂの下端に複数の蝶番３１ｄを設け、一対の各分割上面３１ｃに開閉用の取っ手３１ｅを設けて、一対の開閉可能なケーシング３１ａとすることにより、ボンベユニット３へのボンベ７の着脱を簡単に行うことができるようにしている。
ボンベユニット３は、ボンベ７の円筒部を支持する円弧状の支持部材３３をケーシング３１に一対設けて、緩衝材（図示せず）をボンベ７の円筒部に巻きつけて一対のバンド（図示せず）により支持部材３３に着脱自在に固定している。ボンベユニット３をこのように構成することで、輸送中の衝撃などからボンベ７を保護することもできる。
また、ボンベユニット３は、その形態（姿勢）を変化させて取扱いが容易となるようにしており、その構成を以下に説明する。
ボンベ７の長手方向に平行な一対の枠材３４ａ及び一対の枠材３４ａの一方の端部を連結する第一ハンドル３４ｂを設けたコ字状の枠体３４と、枠体３４の端部に設けた一対の前記車輪３２ａと、枠体３４の端部近傍を連結する連結部材３４ｃと、一端を連結部材３４ｃの中央を第一支点３５ａとして回動可能に取付けるとともに他端をボンベユニット３の底部フレーム３６の長手方向中央を第二支点３５ｂとして回動可能に取付けた回動アーム３５とを備えた、枠体３４に設けた一対の車輪３２ａを位置可変とした回動フレーム３７を形成している。
そして、回動フレーム３７を回動したときに、第一ハンドル３４ｂを係止する第一係止部３７ａと第二係止部３７ｂとを底部フレーム３６に形成している。
図７〜図９に示すように、回動フレーム３７を回動して第一ハンドル３４ｂを第一係止部３７ａに係止することにより、一対の位置可変の車輪３２ａをボンベ７の底部側の他方の一対の車輪３２ｂの近傍に位置させるようにしている。
図１０に示すように、回動フレーム３７を回動して第一ハンドル３４ｂを第二係止部３７ｂに係止することにより、回動アーム３７とコ字状の枠体３４とが所定の角度、例えば３０度を形成するとともに一方の一対の車輪３２ａと他方の一対の車輪３２ｂとが同一平面上で所定距離離れて位置し、ボンベユニット３が例えば、５０度の傾斜状態となるようにしている。
また、図７に示すように、ボンベユニット３のボンベ７の露出部７４の下方における底部フレーム３６には、下方前方に傾斜する平面視コ字状の第二ハンドル３８を設けている。
そして、ボンベユニット３を図７の形態のように倒立した形態にする場合には、第二ハンドル３８を持って、ボンベユニット３をボンベ７の露出部７４が上方となるように持ち上げるとともに、上述したように、回動フレーム３７を回動して第一ハンドル３４ｂを第一係止部３７ａに係止することにより、一対の位置可変の車輪３２ａをボンベ７の底部側の他方の一対の車輪３２ｂの近傍に位置させるようにしている。
なお、２４は機器収納室２１に設けた扉ハンドル２４ａを備えた扉、４６は減圧弁４３と流量調節弁４４の間の供給管路４内の圧力を示す圧力計、４７は圧力計元弁、５４は破裂板５２と安全弁５３の間の安全管路５内の圧力を示す圧力計、５５は安全管路５の出口、６２は排気管路６の排気口であり、安全管路５の出口５５及び排気管路６の排気口６２は、水素ステーションの排気ライン（図示せず）に接続するのである。
次に、以上のように構成した試料採取装置１を用いた、水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から試料用水素ガスのボンベ７への採取を行う試料採取方法について、説明する。
まず、ボンベユニット３にボンベ７を設置する。
ボンベ７には残留水素ガスが貯蔵されたものを用いることが好ましい。
残留水素ガスの圧力は、大気圧よりも高圧で、安全管路５の封鎖が解除される第一設定圧力未満であれば良いが、より好ましくは、大気成分の混入を防ぎかつ水素ガスの無駄な排気を減らすため、０．３ＭＰａ以上１ＭＰａ以下とすると尚良い。
次に、ボンベユニット３を移動させて、図２及び図３に示すように、ボンベ７の露出部７４を減圧安全ユニット２におけるボンベ接続室２２の開口面部２２ｂからボンベ接続室２２内に挿入する。
次に、ボンベ７の口金７２と水素出口４２とを可撓性ホース８で接続するとともに、水素入口４１を貯蔵容器の充填口に接続する。
ボンベ開閉弁７３及び流量調節弁４４を開いて供給管路４内及び可撓性ホース８内にボンベ７内の残留水素ガスを充填した後に、ボンベ開閉弁７３を閉じて充填を停止するとともに排気開閉弁６１を開いて排気することで、ボンベ７内の残留水素ガスを利用して供給管路４内、可撓性ホース８内及び排気管路６内のパージを行なう 。
次いで、ボンベ開閉弁７３及び排気開閉弁６１を閉じた状態で、減圧弁４３を５ＭＰａに設定して供給管路４内及び可撓性ホース８内に水素ガスを充填した後に、減圧弁４３をフリー（閉）にして充填を停止するとともに排気開閉弁６１を開いて排気することで、貯蔵容器の水素ガス（すなわち採取試料）により水素入口４１から減圧弁４３までの配管内、供給管路４内、可撓性ホース８内及び排気管路６内のパージを行なう。
なお、これらの工程の中で、ボンベ７内の残留水素ガスなどを利用して、供給管路４及び可撓性ホース８のリークチェックを行なうこともできる。
そして、排気後に排気開閉弁６１を閉じ、流量調節弁４４を開いて貯蔵容器からの充填を開始してボンベ７内に試料用水素ガスを採取し、採取が終了すると、ボンベ７のボンベ開閉弁７３を閉じ、流量調節弁４４を閉じ、排気開閉弁６１を開いて排気し、可撓性ホース８を取外すのである。
なお、ボンベユニット３ にはボンベ７の温度を測定する温度センサー（図示せず）が備え付けられており、ボンベ７への水素ガス充填時に−１０℃以下あるいは４０℃以上になると警報を出力するようにしている。
以上の実施の形態では、減圧安全ユニット２について、上下二段の枠体２１ａ、２２ａを形成して、上側枠体２１ａに機器収納室２１を、下側枠体２２ａにボンベ接続室２２をそれぞれ形成したが、左右に機器収納室とボンベ接続室とを形成したり、上下逆に形成しても良い。
以上の実施の形態では、減圧安全ユニット２及びボンベユニット３にそれぞれ４輪の車輪を備えたが、両ユニットとも車輪を省略することができ、また、一方のユニットに車輪を備えても良い。
１ 試料採取装置
２ 減圧安全ユニット
２１ 機器収納室
２２ ボンベ接続室
２２ｂ 開口面部
２３ 車輪
３ ボンベユニット
３１ ケーシング
３１ａ 開閉可能なケーシング
３１ｂ 側面
３１ｃ 分割上面
３１ｄ 蝶番
３１ｅ 取っ手
３２ 車輪
３２ａ 一対の車輪
３２ｂ 一対の車輪
３３ 支持部材
３４ 枠体
３４ａ 枠材
３４ｂ 第一ハンドル
３４ｃ 連結部材
３５ 回動アーム
３５ａ 第一支点
３５ｂ 第二支点
３６ 底部フレーム
３７ 回動フレーム
３７ａ 第一係止部
３７ｂ 第二係止部
４ 供給管路
４１ 水素入口
４２ 水素出口
４３ 減圧弁
４４ 流量調節弁
４５ 分岐部
４６ 圧力計
４７ 圧力計元弁
５ 安全管路
５１ 元弁
５２ 破裂板
５３ 安全弁
５４ 圧力計
５５ 出口
６ 排気管路
６１ 排気開閉弁
６２ 排気口
７ ボンベ
７１ 先端部
７２ 口金
７３ ボンベ開閉弁
７４ 露出部
８ 可撓性ホース

Claims (5)

  1. 水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から試料用水素ガスのボンベへの採取を行う減圧安全ユニットとボンベユニットとからなる試料採取装置であって、
    前記減圧安全ユニットは、機器を収納する機器収納室と、採取用の可撓性ホースを前記ボンベに接続可能なボンベ接続室とを形成し、
    前記機器収納室には、前記貯蔵容器から高圧水素ガスを導入する供給管路と、設定圧力を超えたときに前記供給管路内の水素ガスを排出する安全管路と、前記供給管路から前記ボンベに至る管内の気体を排気する排気管路とを備え、
    前記供給管路の一端に前記貯蔵容器からの水素入口を設け、前記供給管路の他端に前記ボンベへの水素出口を設けるとともに、前記水素出口を前記機器収納室と前記ボンベ接続室との境界近傍に配置し、
    前記供給管路に前記水素入口から導入した高圧水素ガスを減圧する減圧弁と、前記減圧弁で減圧された水素ガスの流量を調節する流量調節弁とを介設し、
    前記減圧弁と前記流量調節弁との途中の前記供給管路における分岐部から、前記安全管路と排気開閉弁を介設した前記排気管路とを分岐し、
    前記安全管路に前記供給管路の分岐部から順に元弁と、第一設定圧力以上で前記安全管路の封鎖を解除する破裂板と、前記第一設定圧力よりも低い第二設定圧力で開くとともに前記第二設定圧力未満の第三設定圧力で閉じる安全弁とを介設し、
    前記ボンベ接続室には、外側に開口した開口面部を有し、
    前記ボンベユニットは、前記ボンベの先端部、口金及びボンベ開閉弁を露出させた露出部を除いて、前記ボンベを開閉可能なケーシング内に着脱可能に収納し、
    前記ボンベの露出部を前記ボンベ接続室の開口面部から前記ボンベ接続室に挿入可能に形成して、前記ボンベの口金と前記水素出口とを前記可撓性ホースで接続して、試料用水素ガスを前記ボンベ内に採取するようにしたことを特徴とする試料採取装置。
  2. 水素車両に供給される燃料水素ガスの貯蔵容器から試料用水素ガスのボンベへの採取を行う減圧安全ユニットとボンベユニットとからなる試料採取装置であって、
    前記減圧安全ユニットは、機器を収納する機器収納室と、採取用の可撓性ホースを前記
    ボンベに接続可能なボンベ接続室とを形成し、
    前記機器収納室には、前記貯蔵容器から高圧水素ガスを導入する供給管路と、設定圧力を超えたときに前記供給管路内の水素ガスを排出する安全管路と、前記供給管路から前記ボンベに至る管内の気体を排気する排気管路とを備え、
    前記供給管路の一端に前記貯蔵容器からの水素入口を設け、前記供給管路の他端に前記ボンベへの水素出口を設けるとともに、前記水素出口を前記機器収納室と前記ボンベ接続室との境界近傍に配置し、
    前記供給管路に前記水素入口から導入した高圧水素ガスを減圧する減圧弁と、前記減圧弁で減圧された水素ガスの流量を調節する流量調節弁とを介設し、
    前記減圧弁と前記流量調節弁との途中の前記供給管路における分岐部から、前記安全管路と排気開閉弁を介設した前記排気管路とを分岐し、
    前記安全管路に前記供給管路の分岐部から順に元弁と、第一設定圧力以上で前記安全管路の封鎖を解除する破裂板と、前記第一設定圧力よりも低い第二設定圧力で開くとともに前記第二設定圧力未満の第三設定圧力で閉じる安全弁とを介設し、
    前記ボンベ接続室には、外側に開口した開口面部を有し、
    前記ボンベユニットは、前記ボンベの先端部、口金及びボンベ開閉弁を露出させた露出部を除いて、前記ボンベを開閉可能なケーシング内に着脱可能に収納し、
    前記ボンベの露出部を前記ボンベ接続室の開口面部から前記ボンベ接続室に挿入して、前記ボンベの口金と前記水素出口とを前記可撓性ホースで接続するとともに、前記水素入口を前記貯蔵容器の充填口に接続し、
    前記ボンベ開閉弁及び前記流量調節弁を開いて前記供給管路内及び前記可撓性ホース内に前記ボンベ内の残留水素ガスを充填した後に、前記ボンベ開閉弁を閉じて充填を停止するとともに前記排気開閉弁を開いて排気し、
    前記排気開閉弁を閉じ、前記ボンベ開閉弁を開いて前記貯蔵容器から前記ボンベ内への充填を開始して前記ボンベ内に試料用水素ガスを採取するようにしたことを特徴とする試料採取方法。
  3. 前記減圧安全ユニットは、ユニット底部に４輪の車輪を備えるとともに可搬可能とし、前記ボンベユニットは、ユニット底部に４輪の車輪を備えるとともに可搬可能としたことを特徴とする請求項１に記載の試料採取装置又は請求項２に記載の試料採取方法。
  4. 前記ボンベユニットのケーシングは、横長直方体状で、上面を長手方向中央で分割して、長手方向に直交する縦断面がＬ字型の側面と分割上面とからなる一対のケーシングに形成し、前記一対のケーシングの各側面下端に複数の蝶番を設け、前記一対の各分割上面に開閉用取っ手を設けて、一対の開閉可能なケーシングとしたことを特徴とする請求項１又は３に記載の試料採取装置又は請求項２又は３に記載の試料採取方法。
  5. 前記ボンベユニットには、前記ボンベの長手方向に平行な一対の枠材及び前記一対の枠材の一方の端部を連結する第一ハンドルを設けたコ字状の枠体と、前記枠体の端部に設けた一対の車輪と、前記枠体の端部近傍を連結する連結部材と、一端を前記連結部材の中央を支点として回動可能に取付けるとともに他端を前記ボンベユニットの底部フレームの長手方向中央を支点として回動可能に取付けた回動アームとを備えた、前記枠体に設けた一対の車輪を位置可変とした回動フレームを形成し、
    前記回動フレームを回動したときに、前記第一ハンドルを係止する第一係止部と第二係止部とを前記底部フレームに形成し、
    前記回動フレームを回動して前記第一ハンドルを第一係止部に係止することにより、前記一対の位置可変の車輪を前記ボンベの底部側の他方の一対の車輪近傍に位置させ、
    前記回動フレームを回動して前記第一ハンドルを第二係止部に係止することにより、前記回動アームと前記コ字状の枠体とが所定の角度を形成するとともに一方の一対の車輪と他方の一対の車輪とが同一平面上で所定距離離れて位置し、前記ボンベユニットが傾斜状態となることを特徴とする請求３に記載の試料採取装置又は請求項３に記載の試料採取方法。
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