JP2018132428A - 試料採取システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料である水素ガスを需要者に供給する水素ステーション等で、貯蔵されている水素ガスを採取し、採取した試料の成分を分析する場合に、効率良く、かつ低コストで試料の成分を採取することができる試料採取システムを提供する。【解決手段】試料採取システム１では点検時に、水素ステーションの蓄圧器に貯蔵した水素ガスから試料を採取する。試料容器５０は、試料の流入部５１と、その反対側に試料の流出部５２を有し、流入部５１は、第１接続管路２７で第１出力部１３と連通可能に接続されると共に、流出部５２と連通可能に接続された第２接続管路２９に露点計が配設されている。試料は、第１流量制御弁４２Ａで流量の制御を伴った調整後の水素ガスであり、第１出力部１３から第１接続管路２７、試料容器５０、及び第２接続管路２９を通じて露点計に供給され、試料容器５０には圧力１ＭＰａ未満の状態で充填される。【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、水素ステーションにおいて、燃料電池自動車の燃料に提供する水素ガスや、この水素ステーションに向けて水素ガスを供給するにあたり、水素出荷設備で生成された搬送前の水素ガスを点検時等に、蓄圧器等の貯蔵容器内から充填機を通じて充填ノズル等より採取すると共に、採取した試料に含まれている成分を分析する試料採取システムに関する。

水素ガスを燃料とする燃料電池自動車が近年、実用化され、水素ガスを供給する水素ステーションは今後、全国各所に急速に整備される見通しである。水素ステーションでは、製造販売する水素ガスを、貯蔵容器内から充填機を通じて充填ノズルより採取し、採取した試料に含まれる成分の分析が、品質管理上、定期的に行われている。このような試料の採取には、例えば、特許文献１に開示された試料採取装置が用いられている。

特許文献１は、７０ＭＰａという高圧の水素ガスを、水素ステーションの貯蔵容器から充填用ノズルを介して採取し、この水素ガスを、減圧弁により１４ＭＰａに減圧した後、可撓性ホースを通じて、別置のボンベ内に充填する試料採取装置である。このボンベは、最大耐圧１４．７ＭＰａ、内容積４７Ｌ、充填量７．０ｍ^３等の仕様規格で構成され、試料の充填及びその排出を、先端部にある１つの口金を通じて行うバッチパージ式のボンベである。

試料は、常用温度−１０〜４０℃の範囲内でボンベに充填される。試料を充填したボンベは、特許文献１の試料採取装置から取り外された後、現場から持ち帰って分析機関に運ばれ、ボンベ内の試料に含まれる種々の成分について、分析が行われる。分析項目として、例えば、水素ガスに含有する水分量や、ホルムアルデヒドの濃度等がある。水素ガスに含有する水分量の分析には、水素ガスの露点温度が、露点計で測定される。

ここで、露点温度の測定方法について、簡単に説明する。露点計は、主に静電容量式と鏡面冷却式とに大別され、いずれの方式でも、採取した試料の露点温度の測定時には、試料が、管路内で露点計のセンサに触れた状態で、ある程度の時間、管路内に流され続ける。そして、静電容量式の場合には、試料に含む水分が、管路内に設けた露点計のセンサ内の金属検出部に付着され、露点計は、付着した水分の静電容量の変化に基づいて、露点温度を計測する。鏡面冷却式の場合には、試料に含む水分が、管路内に設けた露点計のセンサ部の鏡面に触れ、露点計が、この鏡の温度を変動させることにより、鏡に生じる曇りに基づいて、試料内に水蒸気の凝結温度を検出する。いずれの方式の露点計でも、露点温度の測定では、管路に残留していた他の気体に含まれている水分により、誤差要因の発生を防ぐため、水素ガスの露点温度を測定する前に、予めかなりの量の試料を管路に流して、他の気体をより確実に排除してパージ（浄化）し、管路内を乾かしておく必要がある。

燃料電池自動車の燃料として提供する水素ガスは、５ｐｐｍ以下（露点温度−６６℃以下）にするよう、規格で規定されている。水分含有量の測定には、水素ガスの露点温度を安定した状態で検出できる条件下になるまで、水素ガスを流し続け、露点計で露点温度を測定する。特許文献１の技術の場合、管路内の浄化に流す水素ガスと併せ、露点温度が安定するまでに流す水素ガスと、他の各種分析で必要な水素ガス分の量を合わせると、約７．０ｍ^３にも及ぶ水素ガスが、試料として採取されボンベに充填される。

特開２０１６−１１４４６３号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、試料の成分を分析するにあたり、約７．０ｍ^３もの大量の水素ガスをボンベに採取するのに、充填する水素ガスを１４ＭＰａまで圧縮しなければならず、その水素ガスの取扱いに、高圧ガス保安法が適用されるため、有資格者しか作業が行えず、作業性は良くない。また、１４ＭＰａに圧縮した水素ガスをボンベから取り出し、より低圧または大気圧下に降圧して水素ガスの成分を分析するまでの一連の作業が複雑化し、試料を分析機器に掛けるまでのハンドリングに、作業者にとって手間が掛かり、コスト高の一因にもなっていた。

また、充填ノズルから流出する水素ガスの温度は一般的に、−４０℃であり、充填時には、試料の温度を、ボンベに充填可能な最低温度−１０℃まで昇温しなければならず、試料を充填ノズルからボンベに充填するまでに、余分な工程やエネルギのロスが生じていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、燃料である水素ガスを需要者に供給する水素ステーション等で、貯蔵されている水素ガスを採取し、採取した試料の成分を分析する場合に、効率良く、かつ低コストで試料の成分を採取することができる試料採取システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る試料採取システムは、以下の構成を有する。
（１）水素ガス供給源として、燃料となる水素ガスを車両に供給する水素ステーションで、または、生成した該水素ガスを該水素ステーションに向けて供給する水素出荷設備で、貯蔵された水素ガスを採取し、採取した試料の成分を分析するのに、該試料を試料容器内に充填する試料採取システムにおいて、前記水素ガス供給源側から前記水素ガスを取り入れるための第１入力ポートと、前記試料を前記試料容器側に向けて排出するための第１出力ポートとを有し、前記第１入力ポートと前記第１出力ポートとを繋ぐ流路が形成された採取管路に、前記第１入力ポートに流入した前記水素ガスを減圧する減圧弁と、前記減圧弁により減圧された前記水素ガスの流量を制御する流量制御弁と、試料の採取後、前記採取管路内に残存する前記水素ガスを外部に向けて排気する排気管路とを接続して配管された試料採取装置と、前記試料容器と、露点計とを備え、前記試料容器は、供給される前記試料の流入口として、前記試料の流路を開閉可能に形成した第２入力ポートと、収容されている前記試料の流出口として、前記第２入力ポートとは反対側に前記試料の流路を開閉可能に形成した第２出力ポートとを有し、前記第２入力ポートと前記第２出力ポートとに対し、それぞれ接続する管と自在に着脱可能であり、前記第２入力ポートは、第１接続管路により前記第１出力ポートと連通可能に接続されると共に、前記第２出力ポートと連通可能に接続された第２接続管路に、前記露点計が前記試料の露点を計測可能に配設されていること、前記試料は、前記流量制御弁で流量の制御を伴った調整後の水素ガスであり、前記第１出力ポートから前記第１接続管路、前記試料容器、及び前記第２接続管路を通じて、前記露点計に供給されると共に、前記試料容器には、圧力１ＭＰａ未満の状態で充填されること、を特徴とする。
（２）（１）に記載する試料採取システムにおいて、前記試料容器は、温度−４０℃の前記試料を収容可能な仕様で構成されていること、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する試料採取システムにおいて、前記試料容器は、前記試料を圧力１ＭＰａ未満の範囲内で収容可能な仕様で構成されていること、を特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する試料採取システムにおいて、前記第２接続管路には、液体を通じて前記試料の成分を捕集する捕集容器が、前記露点計と並列に接続されていること、を特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する試料採取システムにおいて、前記試料容器の前記第２出力ポート側には、前記試料が設定圧力値以上で流通したときに、前記試料を外部に開放する破裂板が前記第２接続管路と並列に配管されていること、を特徴とする。
（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載する試料採取システムにおいて、前記採取管路には、窒素ガスを流通させるパージ管路が、前記第１入力ポートと前記減圧弁との間に接続されていること、を特徴とする。

上記構成を有する本発明の試料採取システムの作用・効果について説明する。
（１）水素ガス供給源として、燃料となる水素ガスを車両に供給する水素ステーションで、または、生成した該水素ガスを該水素ステーションに向けて供給する水素出荷設備で、貯蔵された水素ガスを採取し、採取した試料の成分を分析するのに、該試料を試料容器内に充填する試料採取システムにおいて、水素ガス供給源側から水素ガスを取り入れるための第１入力ポートと、試料を試料容器側に向けて排出するための第１出力ポートとを有し、第１入力ポートと第１出力ポートとを繋ぐ流路が形成された採取管路に、第１入力ポートに流入した水素ガスを減圧する減圧弁と、減圧弁により減圧された水素ガスの流量を制御する流量制御弁と、試料の採取後、採取管路内に残存する水素ガスを外部に向けて排気する排気管路とを接続して配管された試料採取装置と、試料容器と、露点計とを備え、試料容器は、供給される試料の流入口として、試料の流路を開閉可能に形成した第２入力ポートと、収容されている試料の流出口として、第２入力ポートとは反対側に試料の流路を開閉可能に形成した第２出力ポートとを有し、第２入力ポートと第２出力ポートとに対し、それぞれ接続する管と自在に着脱可能であり、第２入力ポートは、第１接続管路により第１出力ポートと連通可能に接続されると共に、第２出力ポートと連通可能に接続された第２接続管路に、露点計が試料の露点を計測可能に配設されていること、試料は、流量制御弁で流量の制御を伴った調整後の水素ガスであり、第１出力ポートから第１接続管路、試料容器、及び第２接続管路を通じて、露点計に供給されると共に、試料容器には、圧力１ＭＰａ未満の状態で充填されること、を特徴とする。この特徴により、点検時に蓄圧器等の貯蔵容器に貯蔵された水素ガスを採取し、サンプリングした試料の成分を分析するまでの一連の作業が簡素化できるほか、試料をガス分析機器や液体分析機器等に掛けるまでのハンドリングに係る作業者の工数が軽減できるため、一連の作業が効率良くできる。また、分析機関に運搬する試料の実質的総量は、従来形態に係る試料採取システムに比して、例えば、約３％程度までに抑えることができ、試料の運搬が簡素化できる。それに伴って、水素ガスの品質検査に掛かるコストは、従来形態に係る試料採取システムの場合に比して、抑制できる。

従って、本発明に係る試料採取システムによれば、燃料である水素ガスを需要者に供給する水素ステーション等で、点検時等に、蓄圧されている水素ガスを採取し、サンプリングした試料の成分を分析する場合に、効率良く、かつ低コストで試料を採取すると共に、採取した試料の成分を分析することができる、という優れた効果を奏する。

（２）に記載する試料採取システムにおいて、試料容器は、温度−４０℃の試料を収容可能な仕様で構成されていること、を特徴とする。この特徴により、−４０℃の状態にある水素ガスは、採取した水素ガスを常用温度−１０〜４０℃まで昇温させるホットアップ作業を必要としていた従来形態に係る試料採取システムと異なり、充填機の充填ノズル等より、−４０℃の状態のまま、適切な圧力下で本発明に係る試料採取システムに採取でき、試料として試料容器に充填できる。そのため、水素ガスの採取作業に時間的ロスが生じず、採取作業が効率良くできる。

（３）に記載する試料採取システムにおいて、試料容器は、試料を圧力１ＭＰａ未満の範囲内で収容可能な仕様で構成されていること、を特徴とする。この特徴により、試料容器は、ガス分析機器で分析するのに必要な僅かな分だけの水素ガスを充填するため、このような仕様で十分に足りるほか、試料容器の容積も、従来形態に係る試料採取システムの試料容器に比して、例えば、半分以下等に小さくすることができる。

（４）に記載する試料採取システムにおいて、第２接続管路には、液体を通じて試料の成分を捕集する捕集容器が、露点計と並列に接続されていること、を特徴とする。この特徴により、例えば、有機物の成分を溶解させた液体等の捕集工程が、露点計で試料の露点を計測するときに、同時進行で実施できることから、水素ガスの採取作業を効率良く行うことができる。

（５）に記載する試料採取システムにおいて、試料容器の第２出力ポート側には、試料が設定圧力値以上で流通したときに、試料を外部に開放する破裂板が第２接続管路と並列に配管されていること、を特徴とする。この特徴により、第２接続管路等で、流通する水素ガスの背圧が異常に高くなった場合でも、本発明に係る試料採取システムの損傷が抑制できる。また、破裂板は、作業者を保護する安全策となる。

（６）に記載する試料採取システムにおいて、採取管路には、窒素ガスを流通させるパージ管路が、第１入力ポートと前記減圧弁との間に接続されていること、を特徴とする。この特徴により、試料の採取を完了した後、窒素ガスが、パージ管路を通じて採取管路内に供給されると、採取管路内に残存する水素ガスが、窒素ガスの流通により、本発明に係る試料採取システムの試料採取装置の管路内から外部に放出でき、本発明に係る試料採取システムの安全性がより高く担保できている。

実施形態に係る試料採取システムの構成の一部を示す説明図である。 実施形態に係る試料採取システムについて、図１に示す構成の続きの部分を示す説明図である。 図１に示す試料採取システムに用いる試料容器を示す説明図である。 本出願人が運営する態様のオンサイト方式水素ステーションの役割を説明するブロック図である。 一般的な態様で構成されたオンサイト方式水素ステーションの役割を説明するブロック図である。 水素出荷設備の役割を説明するブロック図である。 オフサイト方式水素ステーションの役割を説明するブロック図である。 実施形態に係る試料採取システムにより試料の成分を分析する工程を示す説明図である。 従来形態に係る試料採取システムにより試料の成分を分析する工程を示す説明図である。 試料の成分分析で適用される水素ガスの品質規格をまとめた表である。

（実施形態）
以下、本発明に係る試料採取システムについて、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係る試料採取システムは、例えば、水素ガスを燃料に使用する燃料電池自動車（車両）等を主な対象とし、水素ステーションや、生成した水素ガスを水素ステーションに供給する水素出荷設備で、点検時に、蓄圧器等の貯蔵容器に貯蔵された水素ガスを採取し、採取した試料の成分を分析する目的で用いられる。

はじめに、水素ステーションと水素出荷設備について、図４〜図７を用いて簡単に説明する。図４は、本出願人が運営する態様のオンサイト方式水素ステーションの役割を説明するブロック図であり、図５は、一般的な態様で構成されたオンサイト方式水素ステーションの役割を説明するブロック図である。図６は、出荷設備の役割を説明するブロック図である。図７は、オフサイト方式水素ステーションの役割を説明するブロック図である。

水素ステーション７１は、ステーション内に水素製造設備を具備したオンサイト方式と、水素製造設備を具備しないオフサイト方式の２つに大別される。図４に例示するオンサイト方式水素ステーション７１Ａ（７０）では、例えば、都市ガス、液化石油ガス（ＬＰガス）（LPG：liquefied petroleum gas）等のガスＧが水素製造装置８１に供給され、水素ガスが水素製造装置８１内で生成される。生成した水素ガスは、一次圧縮機８２Ａにより４０ＭＰａまで昇圧され、鋼製の容器である蓄圧器８３に、この圧力値のまま貯蔵される。充填パッケージ８４では、大流量圧縮機８４Ａが、４０ＭＰａの水素ガスを、一次圧縮機８２Ａによる吐出量の２０倍にまで吐出量を増大させ、かつ７０ＭＰａまで昇圧する一方、このような状態の水素ガスは、水素冷却装置８４Ｂにより−４０℃に冷却される。充填機８５は、７０ＭＰａの充填圧力で、温度−４０℃の水素ガスを、充填ノズルを介して燃料タンクに充填する。

また、図５に例示する一般的な態様のオンサイト方式水素ステーション７１Ａ（７０）では、前述したガスＧが水素製造装置８１に供給され、水素ガスが水素製造装置８１内で生成される。生成した水素ガスは、圧縮機８２により８２ＭＰａまで昇圧され、蓄圧器８３に貯蔵される。貯蔵された水素ガスは、冷凍機８８で冷却した冷媒との熱交換により、温度−４０℃に冷却され、充填機８５により圧力を制御しながら、充填ノズルを介して燃料電池自動車の燃料タンクに充填される。

図６に例示する水素出荷設備７２（７０）では、例えば、都市ガス、液化石油ガス（ＬＰガス）（LPG：liquefied petroleum gas）等のガスＧが水素製造装置８１に供給され、水素ガスが、水素製造装置８１内で生成される。この水素ガスは、一次圧縮機８２Ａにより４０ＭＰａまで昇圧されて、蓄圧器８３に貯蔵される。蓄圧器８３に貯蔵された４０ＭＰａの水素ガスは、カードル用充填機８５Ａにより、運搬用容器である水素カードル８７に１９．６ＭＰａの圧力で充填される。水素カードル８７は、トラック等の運搬車両に積載され、オフサイト方式水素ステーション７１Ｂ（７０）まで運ばれる。

図７に例示するオフサイト方式水素ステーション７１Ｂ（７０）では、水素出荷設備７２で水素ガスを１９．６ＭＰａに充填した水素カードル８７が、運搬車両から荷下ろしされた後、オフサイト方式水素ステーション７１Ｂで、水素カードル８７と圧縮機８２とが、フレキシブルホース等を介して接続される。水素カードル８７から供給される水素ガスは、減圧弁（図示省略）により一旦１ＭＰａ以下に減圧された上で、圧縮機８２により８２ＭＰａまで昇圧された状態で、蓄圧器８３に貯蔵される。貯蔵された水素ガスは、冷凍機８８で冷却した冷媒との熱交換により、温度−４０℃に冷却され、充填機８５により圧力を制御しながら、充填ノズルを介して燃料電池自動車の燃料タンクに充填される。

なお、以下の説明では、水素ステーション７１（オンサイト方式水素ステーション７１Ａ、オフサイト方式水素ステーション７１Ｂ）と、水素出荷設備７２とをまとめて「水素供給源７０」と総称し、特に断りがない場合、水素供給源７０は、水素ステーション７１と水素出荷設備７２の双方を意味する。

次に、本実施形態に係る試料採取システムの構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施形態に係る試料採取システムの構成の一部を示す説明図であり、図１に示す試料採取システムの構成の続きを、図２に示す。図３は、試料容器を示す説明図である。試料採取システム１は、試料採取装置２と、露点計３と、試料容器５０と、捕集容器６０等とを備え、水素ステーション７１の充填機８５や、水素出荷設備７２のカードル用充填機８５Ａ（図８参照）の設置場所に配置される。

はじめに、試料容器５０について、説明する。試料容器５０は、例えば、SUS304、SUS316等のステンレス材からなり、容量２０Ｌ、最低常用温度−４０℃かつ、最高使用圧力０．９９ＭＰａの仕様で構成されている。試料容器５０は、図３に示すように、試料を流通させると共に、取り入れた試料を収容する機能を有する収容部５３と、この収容部５３の一端側（図３中、左側）に、試料を収容部５３内に流入するための流入部５１（第２入力ポート）と、流入部５１とは反対側（図３中、右側）に、収容部５３内に収容された試料を排出するための流出部５２（第２出力ポート）とを有している。流入部５１と流出部５２にはそれぞれ、試料の流路に対し、開路または閉路を行うバルブ５４が設けられている。

流入部５１のバルブ５４と流出部５２のバルブ５４は、試料の流通を制御する弁構造で構成されている。試料容器５０が試料採取システム１に組み込まれ、試料が収容部５３を流通可能な状態にあるときには、流入部５１のバルブ５４と流出部５２のバルブ５４とが開弁される。また、試料容器５０が試料採取システム１から取り外されるときには、流入部５１と流出部５２とが閉弁され、収容部５３に試料を充填した試料容器５０を持ち運ぶことができる。

次に、試料採取装置２について、説明する。図１に示すように、試料採取装置２は、採取管路２１、パージ管路２２、第１排気管路２３、第２排気管路２４、及び第３排気管路２５の５つの管路を有している。採取管路２１は、充填機８５（またはカードル用充填機８５Ａ）の充填ノズルから水素ガスを取り入れるための第１入力部１１（第１入力ポート）と、試料を試料容器５０側に向けて排出するための第１出力部１３（第１出力ポート）との間を繋ぎ、水素ガスの流路をなす管路である。

採取管路２１には、第１入力部１１側から順に、仕切弁４４、減圧弁４１、仕切弁４４、第１流量制御弁４２Ａ（流量制御弁）、及び流量計４８が直列接続で配管されている。また、採取管路２１のうち、第１入力部１１に最も隣接する仕切弁４４と減圧弁４１との間には、第１入力部１１と近接する側にパージ管路２２と、圧力計４７と連結した仕切弁４４と、第１入力部１１と離間する側に第１排気管路２３とが、採取管路２１と並列接続で配管されている。また、減圧弁４１の二次側（下流側）にも、圧力計４７と連結した仕切弁４４が、採取管路２１と並列接続で配管されている。

減圧弁４１は、温度−４０℃で圧力８２ＭＰａの水素ガスを、１ＭＰａ未満（本実施形態では、一例で０．８５ＭＰａ）まで減圧可能な弁である。第１流量制御弁４２Ａは、減圧弁４１により１ＭＰａ未満に減圧された水素ガスで、温度−４０℃近傍に保たれた水素ガスを、流量１５Ｌ／ｍｉｎ．程度に調整可能なガス用の制御弁である。流量計４８は、第１流量制御弁４２Ａにより調整された水素ガスの流量を計測可能な周知の計測器である。

パージ管路２２は、供給源から窒素ガス流入するための管路であり、採取管路２１のうち、第２入力部１２と、減圧弁４１の一次側（上流側）の管路にある分岐部４９との間を繋いだ窒素ガスの流路をなす管路である。パージ管路２２には、第２入力部１２側から順に、仕切弁４４と逆止弁４５が、直列接続で配管されている。試料の採取を完了した後、採取管路２１内に残存する水素ガスのパージを行うとき、窒素ガスが、パージ管路２２を通じて、第２入力部１２から採取管路２１内に供給されるが、通常の使用では、パージ管路２２内の仕切弁４４は、閉路されている。

第１排気管路２３は、採取管路２１のうち、第１入力部１１と減圧弁４１との間と、大気放散設備と連通した第２出力部１４との間を、仕切弁４４を介して繋ぐ管路である。試料（水素ガス）の採取時には通常、第１排気管路２３の仕切弁４４は閉路されており、試料の採取を終了した後等、採取管路２１内に残存した水素ガスを排気するときには、第１排気管路２３の仕切弁４４は開路される。

第２排気管路２４は、採取管路２１のうち、減圧弁４１の二次側と第１流量制御弁４２Ａとの間と、大気放散設備と連通した第３出力部１５との間を、仕切弁４４を介して繋ぐ管路であり、採取管路２１と並列接続で配管されている。試料の採取時には通常、第２排気管路２４の仕切弁４４は閉路されており、試料の採取を完了した後等、採取管路２１内に残存する水素ガスを外部に排気するときには、第２排気管路２４の仕切弁４４は開路される。

第３排気管路２５は、減圧弁４１の二次側と第１流量制御弁４２Ａとの間と、大気放散設備と連通した第４出力部１６との間を繋ぐ管路であり、第２排気管路２４と同様、採取管路２１と並列接続で配管されている。第３排気管路２５には、上流側（図１中、左側）から順に、仕切弁４４、破裂板４３、圧力計４７、及び安全弁４６が直列接続で配管されている。なお、破裂板４３と圧力計４７について、第３排気管路２５への配管を省略しても良い。

水素ガスが、例えば、設定圧力値１ＭＰａ等、設定された所定の圧力値以上で第３排気管路２５内を流通したときに、破裂板４３は、水素ガスを第３排気管路２５内から外部に開放することにより、第３排気管路２５の封鎖を解除する。破裂板４３と同様、安全弁４６も、第３排気管路２５内で設定圧力値以上になった一次側の水素ガスを、第３排気管路２５から外部に開放する。

試料採取装置２の第１出力部１３には、本実施形態では、２つの試料容器５０（第１試料容器５０Ａ、第２試料容器５０Ｂ）が、直列接続で装着またはその解除を可能に連結されている。具体的には、第１出力部１３と接続する第１接続管路２７には、第１出力部１３側から順に、仕切弁４４、及び第１試料容器５０Ａの流入部５１が、直列接続で配管されている。また、この第１試料容器５０Ａの流出部５２と接続する容器間接続管路２８には、２つの仕切弁４４を介して第２試料容器５０Ｂの流入部５１が、直列接続で配管されている。

第４排気管路２６は、第１試料容器５０Ａの流出部５２と大気放散設備との間を、圧力計４７と連結した仕切弁４４、及び破裂板４３を介して繋ぐ管路であり、容器間接続管路２８と並列接続で配管されている。すなわち、第１試料容器５０Ａの流出部５２側には、試料が設定圧力値以上で流通したときに、試料を外部に開放する破裂板４３が、容器間接続管路２８と並列に配管されている。

第２試料容器５０Ｂの流出部５２と接続する第２接続管路２９には、２つの仕切弁４４を介して露点計３が直列接続で配管され、この露点計３の下流側（図２中、右側）は、仕切弁４４を介して大気放散設備と連通している。圧力計４７と連結した仕切弁４４、及び破裂板４３を直列配管で繋ぐ管路は、第２接続管路２９のうち、第２試料容器５０Ｂの流出部５２と並列接続で連通すると共に、第４排気管路２６のうち、破裂板４３の下流側管路とも並列接続で連通している。

すなわち、第２試料容器５０Ｂの流出部５２側には、試料が設定圧力値以上で流通したときに、試料を外部に開放する破裂板４３が、第２接続管路２９と並列に配管されている。第２接続管路２９には、露点計３が、試料の露点を計測可能に配設されている。

また、第２接続管路２９は、４系統の捕集管路３０と並列接続で連結されている。各捕集管路３０には、上流側（図２中、左側）から順に、仕切弁４４、第２流量制御弁４２Ｂ、捕集容器６０、仕切弁４４、及び流量計４８が、直列接続で配管されている。４系統の捕集管路３０では、４つの捕集容器６０（第１捕集容器６０Ａ、第２捕集容器６０Ｂ、第３捕集容器６０Ｃ、捕集カートリッジ６１）は何れも、露点計３と並列に配置されている。

４系統の捕集管路３０のうち、３系統の捕集容器６０（例えば、第１捕集容器６０Ａ、第２捕集容器６０Ｂ、第３捕集容器６０Ｃ）は、上流側（図２中、左側）から供給された試料を、槽内に浸した水等の液体中を通過させて下流側（図２中、右側）へと流通させる構造であり、試料に含まれている有機物等の成分を分析するのに、液密状態になっている容器内で、有機物等の成分が溶解した液体を捕集する容器である。残り１系統の捕集容器６０（同様に、捕集カートリッジ６１）は、供給される試料を、上流側（図２中、左側）から下流側（図２中、右側）へと流通させる構造であり、試料に含まれているアルデヒド類の成分を分析するのに、通過する試料を気密状態で捕集するカートリッジ式容器である。

次に、本実施形態に係る試料採取システム１を用いた水素ガスのサンプリング法について、説明する。試料採取システム１は、品質管理上、定期的な点検を必要とする水素供給源７０（水素ステーション７１や水素出荷設備７２）の充填機８５（またはカードル用充填機８５Ａ）の設置現場に運び込まれた後、その現場で、試料採取装置２と露点計３と試料容器５０と捕集容器６０等とを、図１及び図２に示す配管系統に沿って接続し構成される。充填機８５等の充填ノズル８６は第１入力部１１に、窒素ガス供給源は第２入力部１２に、それぞれ接続される。第２出力部１４と、第３出力部１５と、第４出力部１６と、第４排気管路２６は、大気放散設備と連通した状態にする。第２接続管路２９の露点計３の下流側も、大気放散設備と連通した状態にする。

次に、第１試料容器５０Ａ及び第２試料容器５０Ｂに対し、各流入部５１側と各流出部５２の仕切弁４４と、露点計３を挟む上流側と下流側の双方の仕切弁４４と、４つの系統とも、捕集管路３０を挟む上流側と下流側の双方の仕切弁４４とを合わせた計１４ケの仕切弁４４（圧力計４７と連結した仕切弁４４は常時開路であるため除外）を、全て完全に開路しておく。また、第１流量制御弁４２Ａ及び第２流量制御弁４２Ｂを、全て完全に閉路しておく。また、通常使用では、パージ管路２２内の仕切弁４４は、閉弁状態であるが、配管パージ時には、この仕切弁４４を開弁させ、窒素ガスを、窒素ガス供給源から採取管路２１等に向けて流通させる。

次に、試料採取装置２内の３つの圧力計４７で、各指示値が正常な規定値になっていることを確認した上で、圧力８２ＭＰａで温度−４０℃の水素ガス（最も過酷な条件下となる場合）を、充填機８５等の充填ノズル８６により第１入力部１１を通じて採取管路２１に供給する。この状態にある水素ガスは、減圧弁４１を通じて１ＭＰａ未満まで減圧されて、圧力調整後の水素ガスとして、減圧弁４１の下流側を流通する。

次に、第１流量制御弁４２Ａを僅かに開弁し、圧力調整後の水素ガスを、第１接続管路２７、第１試料容器５０Ａ、容器間接続管路２８、及び第２試料容器５０Ｂを通じて、第２接続管路２９と４系統の捕集管路３０に流す。このとき、第１試料容器５０Ａの流出部５２側にある圧力計４７と、第２試料容器５０Ｂの流出部５２側にある圧力計４７で、各指示値が変動しないことを確認する。その後、第１流量制御弁４２Ａと連結する流量計４８で、流量１４Ｌ／ｍｉｎ．が計測されるまで、第１流量制御弁４２Ａの弁開度を徐々に開放する。

次に、圧力０．８５ＭＰａで流量１４Ｌ／ｍｉｎ．とした調整後の水素ガスを、約６０ｍｉｎ．間、第１試料容器５０Ａと第２試料容器５０Ｂとに流通し続け、第１試料容器５０Ａの内部と第２試料容器５０Ｂの内部を、調整後の水素ガスでパージ（浄化）しておく。併せて、露点計３で試料の露点を測定するのにあたり、第１流量制御弁４２Ａの開弁によりこの調整後の水素ガスを露点計３に流通し続け、露点をより的確に精度良く測定することができる状態になるまで、開弁開始から約６０ｍｉｎ．間、試料の経時的な状態変化を観察する。露点計３で、検出した露点の指示値が安定したら、露点の測定タイミングとして、第１試料容器５０Ａと第２試料容器５０Ｂのパージを終え、作業者は、その安定した指示値を記録する。この状態になれば、第１試料容器５０Ａと第２試料容器５０Ｂとの内部は、試料の流通前に残留する他の気体による影響をほとんど受けない程度に浄化されている。

次に、捕集容器６０を用いて、試料に含まれる有機物等の成分を捕集する方法について、説明する。第１捕集容器６０Ａ〜第３捕集容器６０Ｃ（捕集容器６０）により有機物等の成分を溶解させた液体の捕集と、捕集カートリッジ６１（捕集容器６０）による試料の捕集は、露点計３により試料の露点の計測と同時に実施される。捕集管路３０内の第２流量制御弁４２Ｂは４系統全て、前もって完全に閉弁した状態にある。前述したように、第１流量制御弁４２Ａを僅かに開弁した後、約６０ｍｉｎ．が経過した頃になると、第１試料容器５０Ａと第２試料容器５０Ｂとのパージは完了しているため、この時点で、４つの第２流量制御弁４２Ｂ全てを、僅かに開弁する。これにより、第２接続管路２９等を通じて供給される試料は、捕集管路３０を通じて第２流量制御弁４２Ｂを流通し、流通量を僅かに抑えた状態で、第１捕集容器６０Ａ〜第３捕集容器６０Ｃ内に浸した水等の液体中と、捕集カートリッジ６１とに供給される。液体中に供給された試料は、視認可能な気泡状となって液体中を浮上する。

作業者は、試料による気泡を目視で確認できた時点で、捕集管路３０内の流量計４８により流量１Ｌ／ｍｉｎ．が計測されるまで、第２流量制御弁４２Ｂの弁開度を徐々に開放する。次に、４系統の捕集管路３０でそれぞれ、圧力０．８５ＭＰａで流量１Ｌ／ｍｉｎ．とした試料を、最大約４０ｍｉｎ．間、各捕集容器６０に流通し続け、試料に含まれている有機物等の成分が溶けた液体を捕集する。捕集完了後、４つの第２流量制御弁４２Ｂ全てを、完全に閉弁する。

次に、試料容器５０に試料を充填する方法について、説明する。はじめに、第４排気管路２６内の２つの圧力計４７で、各指示値が正常な規定値になっていることを確認した上で、第２試料容器５０Ｂの流出部５２のバルブ５４をゆっくりと閉路操作して完全に閉弁する。そして、第１試料容器５０Ａの流出部５２側にある圧力計４７と、第２試料容器５０Ｂの流出部５２側にある圧力計４７の各指示値が、第１接続管路２７、容器間接続管路２８、及び第２接続管路２９を流れる試料の流量に対応した圧力上昇率で変動しているかを確認する。例えば、第１接続管路２７、容器間接続管路２８、及び第２接続管路２９を、試料が１０Ｌ／ｍｉｎ．の流量で流れる場合には、上述した２つの圧力計４７の各指示値が、０．０２５ＭＰａ／ｍｉｎ．の圧力上昇率で変動していることを確認する。

このように、試料が、その流量に対応した圧力上昇率を維持した状態で、第１試料容器５０Ａと第２試料容器５０Ｂとに供給され続け、第２試料容器５０Ｂ側にある圧力計４７の指示値が、０．８５ＭＰａに達したら、第１試料容器５０Ａの流入部５１のバルブ５４を閉路操作して完全に閉弁する。次いで、第１試料容器５０Ａの流出部５２のバルブ５４と、第２試料容器５０Ｂの流入部５１のバルブ５４とをそれぞれ、閉路操作して完全に閉弁する。かくして、圧力０．８５ＭＰａの水素ガスである試料が、第１試料容器５０Ａと第２試料容器５０Ｂとに充填される。

すなわち、試料採取システム１では、試料は、減圧弁４１により元圧８２ＭＰａを１ＭＰａ未満に減圧すると共に、第１流量制御弁４２Ａにより流通量の制御を伴った調整後の水素ガスであり、第１出力部１３から第１接続管路２７、第１試料容器５０Ａ（試料容器５０）、容器間接続管路２８、第２試料容器５０Ｂ（試料容器５０）、及び第２接続管路２９を通じて、露点計３と４つの捕集容器６０に、同時に供給される。露点計３が試料の露点を計測し、この試料に含まれている有機物等の成分を溶解させた液体が第１捕集容器６０Ａ〜第３捕集容器６０Ｃで捕集される共に、試料が捕集カートリッジ６１に捕集された後、調整後の水素ガスである試料が、２つの試料容器５０内にそれぞれ、充填圧０．８５ＭＰａで充填される。

次に、サンプリングした試料を分析機関に渡す要領について、実施形態に係る試料採取システムと従来形態に係る試料採取システムとを対比して説明する。図８は、実施形態に係る試料採取システムにより試料の成分を分析する工程を示す説明図である。図９は、従来形態に係る試料採取システムにより試料の成分を分析する工程を示す説明図である。

はじめに、特許文献１の技術を用いた従来形態に係る試料採取システムについて、簡単に説明する。図９に示すように、従来形態に係る試料採取システムの場合、試料が、水素ステーション７１に相当する水素供給源１７０で、７０ＭＰａという高圧の水素ガスから、充填機１８５（またはカードル用充填機１８５Ａ）の充填ノズル１８６によって採取され、減圧弁で１４ＭＰａに減圧して試料容器１５０に充填されていた。試料容器１５０は、前述したように、最大耐圧１４．７ＭＰａ、内容積４７Ｌ、充填量７．０ｍ^３等の仕様規格で構成されており、試料の充填及びその排出を、先端部にある１つの口金を通じて行うバッチパージ式のボンベである。

約７．０ｍ^３にも及ぶ試料を充填した試料容器１５０は、専門の分析機関９０に運搬される。そして、分析機関９０では、試料容器１５０内の試料は、ガス分析機器９１で分析するのに使用する分と、捕集容器１６０（第１捕集容器６０Ａ等と同じ役割）で試料を液体に溶解させこの液体を液体分析機器９２にかけて分析する分と、捕集カートリッジ６１で捕集した試料に含むアルデヒド類を分析するのに使用する分と、露点計１０３（露点計３と同じ役割）で露点を計測するのに使用する分とに分別され、試料の成分に対する種々の分析が行われていた。

これに対し、図８に示すように、実施形態に係る試料採取システム１の場合、試料が、水素供給源７０（水素ステーション７１、水素出荷設備７２）で最大８２ＭＰａという高圧の水素ガスから、充填機８５（またはカードル用充填機８５Ａ）の充填ノズル８６によって採取され、ガス分析機器９１で分析するのに使用するだけの分として、圧力を０．８５ＭＰａに調整して試料容器５０に充填されている。また、試料容器５０内に試料を充填する前工程で、液体分析機器９２等にかけて分析するだけの分として使用する試料が、前処理を施した状態で、捕集容器６０内に捕集されていると共に、試料の露点は、水素供給源７０のある現場で露点計３により計測されており、露点の測定データが既に取得されている。

そのため、試料容器５０内に試料を充填した後工程では、試料容器５０と捕集容器６０が、専門の分析機関９０に運搬される。そして、分析機関９０では、試料容器５０内の試料は、ガス分析機器９１等にかけられて、主に無機物等の試料内成分が分析される。第１捕集容器６０Ａ〜第３捕集容器６０Ｃで捕集した液体は、液体分析機器９２にかけられて、主に有機物等の試料内成分が分析される。捕集カートリッジ６１で捕集した試料は、含有するアルデヒド類（図１０に示すホルムアルデヒド）についても、ガス分析機器９１を用いて分析される。

ここで、サンプリングした試料を分析する成分について、簡単に説明する。図１０は、試料の成分分析で適用される水素ガスの品質規格をまとめた表である。試料容器５０で採取した試料に含む無機物等の成分は、参照する図１０に列挙された分析項目のうち、「全炭化水素・酸素・ヘリウム・窒素・アルゴン・二酸化炭素・一酸化炭素・全硫黄」を対象としている。捕集容器６０で採取した試料に含む有機物等の成分は、「ギ酸・ホルムアルデヒド・アンモニア・全ハロゲン」を対象としている。

水素供給源７０で定期的に行われる水素ガスの分析では、試料容器５０で採取した試料に含む成分と、捕集容器６０で採取した試料に含む成分は、図１０に示す水素ガスの品質規格に基づき、各分析項目に設定されている許容基準濃度以下と定められている。

試料に含む水分は、露点計３により露点を計測することで把握できる。図１０に示すように、品質規格では、水素ガス中に含む水分の許容基準濃度は、５ｐｐｍ以下と定められている。これは、次述する理由によるものである。例えば、水分５ｐｐｍを含む水素ガスであれば、この水素ガスが−６６℃以下に冷却されると、水素ガスに含んだ水分が析出する。他方、水素供給源７０では、充填機８５（またはカードル用充填機８５Ａ）から供給される水素ガスは、圧力８２ＭＰａまで昇圧した状態で、−４０℃に冷却されている。水素ガスが高圧状態で冷却されると、水素ガスに含んだ水分が析出し易くなることから、水分の析出に起因した燃料電池自動車（車両）等への悪影響を防止するため、品質管理上、この水素ガスの露点を露点計３で計測することにより、水素ガス中の水分を管理することが、特に重要になっている。

次に、本実施形態に係る試料採取システム１の作用・効果について説明する。試料採取システム１は、燃料となる水素ガスを車両に供給する水素ステーション７１で、または、生成した該水素ガスを該水素ステーション７１に向けて供給する水素出荷設備７２で、点検時等に、蓄圧器８３に貯蔵された水素ガスを採取し、採取した試料の成分を分析するのに、該試料を試料容器５０内に充填する試料採取システムにおいて、蓄圧器８３側から水素ガスを取り入れるための第１入力部１１と、試料を試料容器５０側に向けて排出するための第１出力部１３とを有し、第１入力部１１と第１出力部１３とを繋ぐ流路が形成された採取管路２１には、第１入力部１１に流入した水素ガスを１ＭＰａ未満に減圧する減圧弁４１と、減圧弁４１により減圧された水素ガスの流量を制御する第１流量制御弁４２Ａと、試料の採取後、採取管路２１内に残存する水素ガスを外部に向けて排気する第１排気管路２３とを接続して配管された試料採取装置２と、試料容器５０と、露点計３とを備えている。試料容器５０は、供給される試料の流入口として、バルブ５４により試料の流路を開閉可能に形成した流入部５１と、収容されている試料の流出口として、流入部５１とは反対側にバルブ５４により試料の流路を開閉可能に形成した流出部５２とを有している。流入部５１と流出部５２とに対し、それぞれ接続する管（第１接続管路２７、容器間接続管路２８、第２接続管路２９）と自在に着脱可能であり、流出部５２は、第１接続管路２７により第１出力部１３と連通可能に接続されると共に、流出部５２と連通可能に接続された第２接続管路２９に、露点計３が試料の露点を計測可能に配設されている。試料は、第１流量制御弁４２Ａで流量の制御を伴った調整後の水素ガスであり、第１出力部１３から第１接続管路２７、試料容器５０、及び第２接続管路２９を通じて、露点計３に供給されると共に、試料容器５０には、圧力０．８５ＭＰａの状態で充填されること、を特徴とする。

この特徴により、蓄圧器８３に貯蔵された水素ガスを採取し、サンプリングした試料の成分を分析するまでの一連の作業が簡素化できるほか、試料をガス分析機器９１や液体分析機器９２に掛けるまでのハンドリングに係る作業者の工数が軽減できるため、一連の作業が効率良くできる。また、それに伴って、水素ガスの品質検査に掛かるコストは、従来形態に係る試料採取システムの場合に比して、抑制できる。また、図１０に挙げた水素ガスの分析項目を実施する上で、従来形態に係る試料採取システムでは、総量約７．０ｍ^３にも及ぶ試料が実質的に採取され、露点計３で試料の露点を計測して水分を分析するのに、そのうちの大半を占める量の試料が必要となっていた。これに対し、本実施形態に係る試料採取システム１では、流量１ｍ^３程度の試料が、採取作業を行っている水素供給源７０の現場で試料採取システム１を流通し、試料の露点は、試料採取システム１内の露点計３で計測され、露点の測定データが取得されている。

そのため、分析機関９０に運搬する試料の実質的な総量は、僅か約０．２ｍ^３に過ぎず、従来形態に係る試料採取システムで総量が約７．０ｍ^３にも及んでいた場合に比して、約３％程度までに抑えることができ、試料の運搬が簡素化できる。加えて、蓄圧器８３からの採取作業で取扱う水素ガス（試料）は、０．８５ＭＰａであることから、規定で１ＭＰａ以上の水素ガスを取扱う者を対象とした高圧ガス保安法の適用を受けず、従来形態に係る試料採取システムの場合と異なり、作業者は、資格の有無に拘わらず、採取作業を行うことができる。

従って、本実施形態に係る試料採取システム１によれば、燃料である水素ガスを需要者に供給する水素ステーション７１や、生成した水素ガスを水素ステーション７１に向けて供給する水素出荷設備７２で、点検時等に、貯蔵されている水素ガスを採取し、採取した試料の成分を分析する場合に、効率良く、かつ低コストで試料を採取すると共に、採取した試料の成分を分析することができる、という優れた効果を奏する。

また、本実施形態に係る試料採取システム１では、試料容器５０は、温度−４０℃の試料を収容可能な仕様で構成されていること、を特徴とする。この特徴により、水素供給源７０で−４０℃に貯蔵されている水素ガスは、採取した水素ガスを常用温度−１０〜４０℃まで昇温させるホットアップ作業を必要としていた従来形態に係る試料採取システムと異なり、充填機８５等の充填ノズル８６より、−４０℃の状態のまま、適切な圧力下で試料採取システム１に採取でき、試料として試料容器５０に充填できる。そのため、水素ガスの採取作業に時間的ロスが生じず、採取作業が効率良くできる。

また、本実施形態に係る試料採取システム１では、試料容器５０は、試料を圧力１ＭＰａ未満の範囲内で収容可能な仕様で構成されていること、を特徴とする。この特徴により、試料容器５０は、ガス分析機器９１で分析するのに必要な僅かな分だけの水素ガスを充填するため、このような仕様で十分に足りるほか、試料容器５０の容積（２０Ｌ）も、従来形態に係る試料採取システムの試料容器１５０の容積（４７Ｌ）に比して、一例として半分以下に小さくすることができる。また、試料容器５０に充填した水素ガス（試料）は、０．８５ＭＰａであることから、規定で１ＭＰａ以上の水素ガスを取扱う者を対象とした高圧ガス保安法の適用を受けず、作業者は、高圧ガス保安法に関係する資格の有無に拘わらず、試料の入った試料容器５０を、ガス分析機器９１等を配備した分析機関９０まで運搬することができる。

また、本実施形態に係る試料採取システム１では、第２接続管路２９には、液体を通じて試料の成分を捕集する捕集容器６０が、露点計３と並列に接続されていること、を特徴とする。この特徴により、有機物等の成分を溶解させた液体の捕集工程に加えて、本実施形態では、捕集カートリッジ６１による試料の捕集工程も、露点計３で試料の露点を計測するときに、同時進行で実施できることから、水素ガスのサンプリング作業を効率良く行うことができる。

また、本実施形態に係る試料採取システム１では、試料容器５０の流出部５２側には、試料が設定圧力値以上で流通したときに、試料を外部に開放する破裂板４３が第２接続管路２９と並列に配管されていること、を特徴とする。この特徴により、容器間接続管路２８、第２接続管路２９や試料容器５０等で、流通する水素ガスの背圧が異常に高くなった場合でも、試料採取システム１の損傷が抑制できる。また、破裂板４３は、作業者を保護する安全策となる。

また、本実施形態に係る試料採取システム１では、採取管路２１には、窒素ガスを供給するパージ管路２２が、第１入力部１１と減圧弁４１との間に接続されていること、を特徴とする。この特徴により、採取した試料を試料容器５０内への充填を完了した後、窒素ガスが、パージ管路２２を通じて採取管路２１内に供給されると、採取管路２１内に残存する水素ガスが、窒素ガスの流通により、試料採取システム１の試料採取装置２の管路内から外部に放出でき、試料採取システム１の安全性がより高く担保できている。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
（１）例えば、実施形態では、２つの試料容器５０を直列接続した試料採取システム１を挙げたが、試料採取システムで接続される試料容器の数量は、実施形態に限定されることなく、単数または複数どちらでも良い。また、複数の試料容器を接続する場合には、複数の試料容器の接続方法は、直列接続または並列接続のどちらでも良い。
（２）また、実施形態では、４つの捕集容器６０を並列接続した試料採取システム１を挙げたが、試料採取システムで接続される捕集容器の数量は、実施形態に限定されることなく、単数または複数どちらでも良い。勿論、複数の捕集容器を接続する場合には、複数の捕集容器の接続方法は、並列接続のほかに、直列接続でも良い。

（３）また、実施形態では、段落［００４４］〜段落［００５３］に記載した水素ガスのサンプリング法、有機物等の成分を捕集する方法、及び試料容器５０に試料を充填する方法についての説明の中で、試料の流量、圧力上昇率、経過時間等に関する条件値は、あくまでも一例に過ぎず、実施形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
（４）また、実施形態では、試料採取装置２は、図１に示す配管形態に限定されず適宜変更可能であり、試料採取システムは、試料採取装置の第１入力ポートに流入した水素ガスを減圧弁で減圧した水素ガスを、第１出力ポートを介して、１ＭＰａ未満の状態で、試料容器に充填される構成になっていれば良い。

（５）また、実施形態では、採取管路２１内に採取した水素ガスを０．８５ＭＰａに減圧する減圧弁４１を挙げたが、減圧弁による減圧後の水素ガスは、０．８５ＭＰａに限定されるものではなく、減圧弁は、採取管路内に採取した水素ガスを、１ＭＰａ未満に減圧できる仕様になっていれば、減圧弁の構成は何でも良い。
（６）また、実施形態では、試料採取システム１を用いる対象を、水素ステーション７１や水素出荷設備７２とする水素供給源７０とした。しかしながら、本発明の試料採取システムは、例えば、工場内で取り扱う水素ガスの品質管理を目的として、貯蔵容器内に貯められた水素ガスを採取するのに用いられるほか、採取した試料の成分分析を行うのに用いられるシステム等であっても良い。

１ 試料採取システム
２ 試料採取装置
３ 露点計
１１ 第１入力部（第１入力ポート）
１３ 第１出力部（第１出力ポート）
２１ 採取管路
２２ パージ管路
２３ 第１排気管路（排気管路）
２７ 第１接続管路
２９ 第２接続管路
４１ 減圧弁
４２Ａ 第１流量制御弁（流量制御弁）
４３ 破裂板
５０ 試料容器
５０Ａ 第１試料容器（試料容器）
５０Ｂ 第２試料容器（試料容器）
５１ 流入部（第２入力ポート）
５２ 流出部（第２出力ポート）
６０ 捕集容器
６０Ａ 第１捕集容器（捕集容器）
６０Ｂ 第２捕集容器（捕集容器）
６０Ｃ 第３捕集容器（捕集容器）
６１ 捕集カートリッジ（捕集容器）
７１ 水素ステーション
７１Ａ オンサイト方式水素ステーション
７１Ｂ オフサイト方式水素ステーション
７２ 水素出荷設備
８３ 蓄圧器

Claims (6)

1. 水素ガス供給源として、燃料となる水素ガスを車両に供給する水素ステーションで、または、生成した該水素ガスを該水素ステーションに向けて供給する水素出荷設備で、貯蔵された水素ガスを採取し、採取した試料の成分を分析するのに、該試料を試料容器内に充填する試料採取システムにおいて、
   前記水素ガス供給源側から前記水素ガスを取り入れるための第１入力ポートと、前記試料を前記試料容器側に向けて排出するための第１出力ポートとを有し、
   前記第１入力ポートと前記第１出力ポートとを繋ぐ流路が形成された採取管路に、前記第１入力ポートに流入した前記水素ガスを減圧する減圧弁と、前記減圧弁により減圧された前記水素ガスの流量を制御する流量制御弁と、試料の採取後、前記採取管路内に残存する前記水素ガスを外部に向けて排気する排気管路とを接続して配管された試料採取装置と、前記試料容器と、露点計とを備え、
   前記試料容器は、供給される前記試料の流入口として、前記試料の流路を開閉可能に形成した第２入力ポートと、収容されている前記試料の流出口として、前記第２入力ポートとは反対側に前記試料の流路を開閉可能に形成した第２出力ポートとを有し、前記第２入力ポートと前記第２出力ポートとに対し、それぞれ接続する管と自在に着脱可能であり、前記第２入力ポートは、第１接続管路により前記第１出力ポートと連通可能に接続されると共に、前記第２出力ポートと連通可能に接続された第２接続管路に、前記露点計が前記試料の露点を計測可能に配設されていること、
   前記試料は、前記流量制御弁で流量の制御を伴った調整後の水素ガスであり、前記第１出力ポートから前記第１接続管路、前記試料容器、及び前記第２接続管路を通じて、前記露点計に供給されると共に、前記試料容器には、圧力１ＭＰａ未満の状態で充填されること、
   を特徴とする試料採取システム。
2. 請求項１に記載する試料採取システムにおいて、
   前記試料容器は、温度−４０℃の前記試料を収容可能な仕様で構成されていること、
   を特徴とする試料採取システム。
3. 請求項１または請求項２に記載する試料採取システムにおいて、
   前記試料容器は、前記試料を圧力１ＭＰａ未満の範囲内で収容可能な仕様で構成されていること、
   を特徴とする試料採取システム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する試料採取システムにおいて、
   前記第２接続管路には、液体を通じて前記試料の成分を捕集する捕集容器が、前記露点計と並列に接続されていること、
   を特徴とする試料採取システム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する試料採取システムにおいて、
   前記試料容器の前記第２出力ポート側には、前記試料が設定圧力値以上で流通したときに、前記試料を外部に開放する破裂板が前記第２接続管路と並列に配管されていること、
   を特徴とする試料採取システム。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載する試料採取システムにおいて、
   前記採取管路には、窒素ガスを流通させるパージ管路が、前記第１入力ポートと前記減圧弁との間に接続されていること、
   を特徴とする試料採取システム。

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