JP6204619B1 - 試料採取装置、および、試料採取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性を確保しつつ、連続してガスを採取する。【解決手段】試料採取装置１００は、一端がガス出力装置に接続され、他端が採取容器２００の第１開口２１０に接続されるサンプリング配管１１０と、サンプリング配管１１０から分岐され、端部（高圧放散口１４２）が大気開放された高圧排気配管１４０と、高圧排気配管１４０に設けられた安全弁ＳＶと、高圧排気配管１４０における安全弁ＳＶと端部との間に設けられた逆止弁ＣＶと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ガス出力装置からガスを採取する試料採取装置、および、試料採取方法に関する。

近年、水素を燃料として発電する燃料電池が普及し始めている。燃料電池に供給される燃料（水素燃料）に不純物が含まれていると、燃料電池が劣化したり性能が低下したりする。このため、国際標準化機構によって、燃料電池を搭載した自動車（ＦＣＶ：Fuel Cell Vehicle、以下、「燃料電池自動車」と称する。）に供給される水素燃料中の各種不純物の最大許容濃度が規定されている。また、この規定を遵守すべく、燃料電池自動車に水素燃料を供給する水素ステーションにおいては、定期的に水素燃料を採取して不純物の分析を行い、水素燃料の品質管理を行う必要がある。

水素ステーションから水素燃料（ガス）を採取する技術として、一端が水素ステーションに接続され、他端が試料採取ボンベに接続される供給管路と、供給管路から分岐され、破裂板が設けられた安全管路とを備えた試料採取装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６−１１４４６３号公報

上記特許文献１の技術では、供給管路の圧力が所定値以上になると、破裂板が破裂して水素燃料（ガス）を放散することで、試料採取装置の安全性を確保している。このため、一旦破裂板が破裂してしまうと、試料採取装置を使用することができなくなる。そうすると、ガスの採取作業に支障を来してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、このような課題に鑑み、安全性を確保しつつ、連続してガスを採取することが可能な試料採取装置、および、試料採取方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る試料採取装置は、一端がガス出力装置に接続され、他端が採取容器の第１開口に接続されるサンプリング配管と、前記サンプリング配管から分岐され、端部が大気開放された高圧排気配管と、前記高圧排気配管に設けられた安全弁と、前記高圧排気配管における前記安全弁と前記端部との間に設けられた逆止弁と、を備える。

また、一端が前記採取容器の第２開口に接続され、他端が大気開放された第１パージ配管を備えてもよい。

また、前記サンプリング配管における前記高圧排気配管の分岐箇所と、前記サンプリング配管における前記他端との間から分岐され、端部が前記第１パージ配管に接続された第２パージ配管を備えてもよい。

また、前記サンプリング配管における前記高圧排気配管の分岐箇所と、前記サンプリング配管における前記他端との間から分岐され、端部が大気開放された第２パージ配管を備えてもよい。

また、前記高圧排気配管における前記サンプリング配管からの分岐箇所と前記安全弁との間から分岐され、端部が大気開放された第３パージ配管と、前記第３パージ配管に設けられた開閉弁と、を備えてもよい。

上記課題を解決するために、本発明に係る試料採取方法は、サンプリング配管の一端をガス出力装置に接続し、前記サンプリング配管の他端を採取容器の第１開口に接続して、前記ガス出力装置が出力したガスを前記採取容器に採取し、前記サンプリング配管から分岐され、端部が大気開放された高圧排気配管の圧力が所定の第１閾値を上回ると、前記高圧排気配管に設けられた安全弁および逆止弁が開弁し、前記高圧排気配管の圧力が前記第１閾値未満の第２閾値を下回ると、前記安全弁が閉弁する。

また、前記ガス出力装置が出力したガスを前記採取容器に採取する前に、前記サンプリング配管の前記一端を前記ガス出力装置に接続し、前記サンプリング配管の他端を前記採取容器の第１開口に接続し、他端が大気開放された第１パージ配管の一端を前記採取容器の第２開口に接続し、前記ガス出力装置が出力したガスで前記採取容器内をパージしてもよい。

本発明によれば、安全性を確保しつつ、連続してガスを採取することが可能となる。

試料採取装置を説明するための図である。 試料採取装置を用いた試料採取方法の処理の流れを説明するフローチャートである。 装置内パージ工程の処理の流れを説明する第１のフローチャートである。 装置内パージ工程の処理の流れを説明する第２のフローチャートである。 装置内パージ工程におけるバルブの開閉を説明する第１の図である。 装置内パージ工程におけるバルブの開閉を説明する第２の図である。 装置内パージ工程におけるバルブの開閉を説明する第３の図である。 装置内パージ工程におけるバルブの開閉を説明する第４の図である。 サンプリング配管パージ工程の処理の流れを説明する第１のフローチャートである。 サンプリング配管パージ工程の処理の流れを説明する第２のフローチャートである。 サンプリング配管パージ工程におけるバルブの開閉を説明する第１の図である。 サンプリング配管パージ工程におけるバルブの開閉を説明する第２の図である。 サンプリング配管パージ工程におけるバルブの開閉を説明する第３の図である。 サンプリング配管パージ工程におけるバルブの開閉を説明する第４の図である。 採取工程の処理の流れを説明するフローチャートである。 採取工程におけるバルブの開閉を説明する第１の図である。 採取工程におけるバルブの開閉を説明する第２の図である。 採取後処理工程の処理の流れを説明するフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（試料採取装置１００）
図１は、試料採取装置１００を説明するための図である。図１に示すように、試料採取装置１００は、サンプリング配管１１０と、第１パージ配管１２０と、第２パージ配管１３０と、高圧排気配管１４０と、圧力測定部１５０と、第３パージ配管１６０と、流量調整部１６２と、制御部１７０と、圧力調整弁ＲＶ１、第１開閉弁Ｖ１と、第２開閉弁Ｖ２と、第３開閉弁Ｖ３と、第４開閉弁Ｖ４と、第５開閉弁Ｖ５と、第６開閉弁Ｖ６と、安全弁ＳＶと、逆止弁ＣＶとを含んで構成される。試料採取装置１００は、例えば、燃料電池自動車に搭載された燃料電池に水素燃料を供給する水素ステーション（ガス出力装置）から水素燃料を採取して、採取容器２００に貯留する。

サンプリング配管１１０は、採取口（レセクタブル）１１２と、送出口１１４とを有する配管である。採取口１１２（一端）は、水素ステーションを構成するディスペンサーに接続される。送出口１１４（他端）は、採取容器２００の第１開口２１０に接続される。

サンプリング配管１１０には、水素燃料の流れ方向上流側（以下、単に「上流側」という。）から順に、圧力調整弁ＲＶ１（減圧弁）、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２が設けられる。

第１パージ配管１２０は、排出口１２２（一端）と、第１放散口１２４（他端）とを有する配管である。排出口１２２は、採取容器２００の第２開口２１２に接続される。第１放散口１２４は、大気開放される。第１パージ配管１２０には、上流側から順に、第３開閉弁Ｖ３、第５開閉弁Ｖ５が設けられる。

第２パージ配管１３０は、サンプリング配管１１０における第１開閉弁Ｖ１と第２開閉弁Ｖ２との間から分岐され、第１パージ配管１２０における第３開閉弁Ｖ３と第５開閉弁Ｖ５との間に接続される配管である。第２パージ配管１３０には、第４開閉弁Ｖ４が設けられる。

高圧排気配管１４０は、サンプリング配管１１０における圧力調整弁ＲＶ１と第１開閉弁Ｖ１との間から分岐され、大気開放された高圧放散口１４２（端部）を有する配管である。高圧排気配管１４０には、上流側から順に、第６開閉弁Ｖ６、安全弁ＳＶ、逆止弁ＣＶが設けられる。安全弁ＳＶは、高圧排気配管１４０内の圧力が所定の第１閾値を上回ると開弁し、第１閾値未満の第２閾値を下回ると閉弁する。逆止弁ＣＶは、高圧放散口１４２から高圧排気配管１４０への大気の流入（逆流）を防止する。

圧力測定部１５０は、高圧排気配管１４０における第６開閉弁Ｖ６と安全弁ＳＶとの間に設けられる。圧力測定部１５０は、高圧排気配管１４０における第６開閉弁Ｖ６と安全弁ＳＶとの間の圧力、サンプリング配管１１０の圧力、第１パージ配管１２０の圧力、第２パージ配管１３０の圧力を測定する。

第３パージ配管１６０は、第６開閉弁Ｖ６と安全弁ＳＶとの間（圧力測定部１５０の測定箇所と安全弁ＳＶとの間）から分岐され、第１パージ配管１２０における第５開閉弁Ｖ５と第１放散口１２４との間に接続される配管である。第３パージ配管１６０には、流量調整部１６２が設けられる。本実施形態において、流量調整部１６２は、流量調整弁ＲＶ２と、第７開閉弁Ｖ７（開閉弁）とで構成される。

制御部１７０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して試料採取装置１００全体を管理および制御する。本実施形態において制御部１７０は、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５、第６開閉弁Ｖ６、第７開閉弁Ｖ７、圧力調整弁ＲＶ１、流量調整弁ＲＶ２の開度を調整する。

（試料採取方法）
続いて、上記試料採取装置１００を用いて水素ステーションから水素燃料を採取する試料採取方法について説明する。図２は、試料採取装置１００を用いた試料採取方法の処理の流れを説明するフローチャートである。図２に示すように、試料採取方法は、装置内パージ工程Ｓ１１０、サンプリング配管パージ工程Ｓ１２０、採取工程Ｓ１３０、採取後処理工程Ｓ１４０を含む。以下、各工程について詳述する。

なお、装置内パージ工程Ｓ１１０が遂行される前に、水素ステーションのディスペンサーが採取口１１２に接続される。なお、ディスペンサーから出力される水素燃料の圧力は例えば、７０ＭＰａＧに設定される。また、送出口１１４に採取容器２００の第１開口２１０が接続され、排出口１２２に採取容器２００の第２開口２１２が接続される。さらに、圧力調整弁ＲＶ１、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５、第７開閉弁Ｖ７は閉弁されている。以下、圧力調整弁ＲＶ１、流量調整弁ＲＶ２、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５、および、第７開閉弁Ｖ７のいずれか１または複数を単にバルブと称する場合がある。

（装置内パージ工程Ｓ１１０）
図３は、装置内パージ工程Ｓ１１０の処理の流れを説明する第１のフローチャートである。図４は、装置内パージ工程Ｓ１１０の処理の流れを説明する第２のフローチャートである。図５〜図８は、装置内パージ工程Ｓ１１０におけるバルブの開閉を説明する図である。

（ステップＳ１１０−１）
制御部１７０は、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５、第７開閉弁Ｖ７が閉弁しているか否かを判定する。その結果、閉弁していると判定した場合には、ステップＳ１１０−５に処理を移し、閉弁していないと判定した場合には、ステップＳ１１０−３に処理を移す。

（ステップＳ１１０−３）
制御部１７０は、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５、および、第７開閉弁Ｖ７のうち、開弁しているバルブを閉弁する（図５参照）。

（ステップＳ１１０−５）
制御部１７０は、圧力調整弁ＲＶ１の開度を大きくする。

（ステップＳ１１０−７）
制御部１７０は、圧力測定部１５０が測定した圧力値が第１所定値（例えば、０．９ＭＰａＧ程度）に到達したか否かを判定する。その結果、第１所定値に到達していないと判定した場合にはステップＳ１１０−５に処理を戻し、第１所定値に到達したと判定した場合にはステップＳ１１０−９に処理を移す。

（ステップＳ１１０−９）
制御部１７０は、圧力調整弁ＲＶ１を閉弁する。

（ステップＳ１１０−１１）
制御部１７０は、図６に示すように、第７開閉弁Ｖ７を開弁して、第１放散口１２４からの水素燃料の放散（脱圧）を行う。

（ステップＳ１１０−１３）
制御部１７０は、脱圧が完了した（圧力測定部１５０が測定した圧力値が０ＭＰａＧ程度になった）か否かを判定する。その結果、脱圧が完了したと判定した場合にはステップＳ１１０−１５に処理を移し、脱圧が完了していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１１０−１５）
制御部１７０は、第７開閉弁Ｖ７を閉弁する。

（ステップＳ１１０−１７）
制御部１７０は、不図示のメモリにセットされたカウンタ値（Ｘ）をリセットする。

（ステップＳ１１０−１９）
制御部１７０は、カウンタ値（Ｘ）が第１カウンタ値（例えば、１０）であるか否かを判定する。その結果、カウンタ値（Ｘ）が第１カウンタ値でなければ、ステップＳ１１０−２１に処理を移し、カウンタ値（Ｘ）が第１カウンタ値であれば、ステップＳ１１０−３５（図４参照）に処理を移す。

（ステップＳ１１０−２１）
制御部１７０は、圧力調整弁ＲＶ１の開度を大きくする。

（ステップＳ１１０−２３）
制御部１７０は、圧力測定部１５０が測定した圧力値が第２所定値（例えば、０．８ＭＰａＧ程度）に到達したか否かを判定する。その結果、第２所定値に到達していないと判定した場合には、ステップＳ１１０−２１に処理を戻し、第２所定値に到達したと判定した場合には、ステップＳ１１０−２５に処理を移す。

（ステップＳ１１０−２５）
制御部１７０は、圧力調整弁ＲＶ１を閉弁する。

（ステップＳ１１０−２７）
制御部１７０は、第７開閉弁Ｖ７を開弁して、脱圧を行う。

（ステップＳ１１０−２９）
制御部１７０は、脱圧が完了した（圧力測定部１５０が測定した圧力値が０ＭＰａＧ程度になった）か否かを判定する。その結果、脱圧が完了したと判定した場合にはステップＳ１１０−３１に処理を移し、脱圧が完了していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１１０−３１）
制御部１７０は、第７開閉弁Ｖ７を閉弁する。

（ステップＳ１１０−３３）
制御部１７０は、カウンタ値（Ｘ）をインクリメント（１加算）して、ステップＳ１１０−１９に処理を移す。

（ステップＳ１１０−３５）
制御部１７０は、圧力調整弁ＲＶ１の開度を大きくする。

（ステップＳ１１０−３７）
制御部１７０は、圧力測定部１５０が測定した圧力値が第２所定値（例えば、０．８ＭＰａＧ程度）に到達したか否かを判定する。その結果、第２所定値に到達していないと判定した場合には、ステップＳ１１０−３５に処理を戻し、第２所定値に到達したと判定した場合には、ステップＳ１１０−３９に処理を移す。

（ステップＳ１１０−３９）
制御部１７０は、圧力調整弁ＲＶ１の開度を維持する。

（ステップＳ１１０−４１）
制御部１７０は、図７に示すように、第７開閉弁Ｖ７を開弁する。

（ステップＳ１１０−４３）
制御部１７０は、第１所定時間（例えば、２分程度）が経過したか否かを判定する。その結果、第１所定時間が経過したと判定した場合にはステップＳ１１０−４５に処理を移し、第１所定時間が経過していないと判定した場合には当該処理を維持する。これにより、サンプリング配管１１０における採取口１１２から第１開閉弁Ｖ１の間、高圧排気配管１４０におけるサンプリング配管１１０との分岐箇所から安全弁ＳＶまでの間、および、第３パージ配管１６０を流通パージすることができる。したがって、これらの配管に対しバッチパージ（ステップＳ１１０−２１からステップＳ１１０−３１までの処理）のみをした場合と比較して、短時間で効率よく配管内をパージ（水素燃料で置換）することが可能となる。なお、この際、制御部１７０は、流量調整弁ＲＶ２の開度を適宜調整する。

（ステップＳ１１０−４５）
制御部１７０は、図８に示すように、第７開閉弁Ｖ７を閉弁して、装置内パージ工程Ｓ１１０を終了する。

（サンプリング配管パージ工程Ｓ１２０）
図９は、サンプリング配管パージ工程Ｓ１２０の処理の流れを説明する第１のフローチャートである。図１０は、サンプリング配管パージ工程Ｓ１２０の処理の流れを説明する第２のフローチャートである。図１１〜図１４は、サンプリング配管パージ工程Ｓ１２０におけるバルブの開閉を説明する図である。

（ステップＳ１２０−１）
制御部１７０は、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５、第７開閉弁Ｖ７が閉弁しているか否かを判定する。その結果、閉弁していると判定した場合には、ステップＳ１２０−５に処理を移し、閉弁していないと判定した場合には、ステップＳ１２０−３に処理を移す。

（ステップＳ１２０−３）
制御部１７０は、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５、および、第７開閉弁Ｖ７のうち、開弁しているバルブを閉弁する。

（ステップＳ１２０−５）
制御部１７０は、図１１に示すように、第１開閉弁Ｖ１および第４開閉弁Ｖ４を開弁する。

（ステップＳ１２０−７）
制御部１７０は、第２所定時間（例えば、１０秒程度）が経過したか否かを判定する。その結果、第２所定時間が経過したと判定した場合にはステップＳ１２０−９に処理を移し、第２所定時間が経過していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１２０−９）
制御部１７０は、第１開閉弁Ｖ１を閉弁する。

（ステップＳ１２０−１１）
制御部１７０は、図１２に示すように、第５開閉弁Ｖ５を開弁して脱圧を行う。

（ステップＳ１２０−１３）
制御部１７０は、脱圧が完了した（第５開閉弁Ｖ５を開弁してから所定時間（例えば、１０秒程度）が経過した）か否かを判定する。その結果、脱圧が完了したと判定した場合にはステップＳ１２０−１５に処理を移し、脱圧が完了していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１２０−１５）
制御部１７０は、第５開閉弁Ｖ５を閉弁する。

（ステップＳ１２０−１７）
制御部１７０は、メモリにセットされたカウンタ値（Ｙ）をリセットする。

（ステップＳ１２０−１９）
制御部１７０は、メモリにセットされたカウンタ値（Ｙ）が第２カウンタ値（例えば、１０）であるか否かを判定する。その結果、カウンタ値（Ｙ）が第２カウンタ値でなければ、ステップＳ１２０−２１に処理を移し、カウンタ値（Ｙ）が第２カウンタ値であれば、ステップＳ１２０−３５（図１０参照）に処理を移す。

（ステップＳ１２０−２１）
制御部１７０は、第１開閉弁Ｖ１を開弁する。

（ステップＳ１２０−２３）
制御部１７０は、第３所定時間（例えば、１０秒程度）が経過したか否かを判定する。その結果、第３所定時間が経過したと判定した場合にはステップＳ１２０−２５に処理を移し、第３所定時間が経過していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１２０−２５）
制御部１７０は、第１開閉弁Ｖ１を閉弁する。

（ステップＳ１２０−２７）
制御部１７０は、第５開閉弁Ｖ５を開弁して脱圧を行う。

（ステップＳ１２０−２９）
制御部１７０は、脱圧が完了した（第５開閉弁Ｖ５を開弁してから所定時間（例えば、１０秒程度）が経過した）か否かを判定する。その結果、脱圧が完了したと判定した場合にはステップＳ１２０−３１に処理を移し、脱圧が完了していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１２０−３１）
制御部１７０は、第５開閉弁Ｖ５を閉弁する。

（ステップＳ１２０−３３）
制御部１７０は、カウンタ値（Ｙ）をインクリメント（１加算）して、ステップＳ１２０−１９に処理を移す。

（ステップＳ１２０−３５）
制御部１７０は、図１３に示すように、第１開閉弁Ｖ１および第５開閉弁Ｖ５を開弁する。

（ステップＳ１２０−３７）
制御部１７０は、第４所定時間（例えば、２分程度）が経過したか否かを判定する。その結果、第４所定時間が経過したと判定した場合にはステップＳ１２０−３９に処理を移し、第４所定時間が経過していないと判定した場合には当該処理を維持する。これにより、サンプリング配管１１０における採取口１１２から第２開閉弁Ｖ２までの間、第２パージ配管１３０、第１パージ配管１２０における第３開閉弁Ｖ３から第１放散口１２４までの間を流通パージすることができる。したがって、これらの配管に対しバッチパージ（ステップＳ１２０−２１からステップＳ１２０−３１までの処理）のみをした場合と比較して、短時間で効率よく配管内をパージすることが可能となる。

（ステップＳ１２０−３９）
制御部１７０は、図１４に示すように、第５開閉弁Ｖ５を閉弁して、サンプリング配管パージ工程Ｓ１２０を終了する。

（採取工程Ｓ１３０）
図１５は、採取工程Ｓ１３０の処理の流れを説明するフローチャートである。図１６〜図１７は、採取工程Ｓ１３０におけるバルブの開閉を説明する図である。

（ステップＳ１３０−１）
制御部１７０は、第１開閉弁Ｖ１、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５を開弁する。

（ステップＳ１３０−３）
制御部１７０は、第５所定時間（例えば、１分程度）が経過したか否かを判定する。その結果、第５所定時間が経過したと判定した場合には、ステップＳ１３０−５に処理を移し、第５所定時間が経過していないと判定した場合には、当該処理を維持する。これにより、サンプリング配管１１０における採取口１１２から第２開閉弁Ｖ２までの間、第２パージ配管１３０、第１パージ配管１２０における第３開閉弁Ｖ３から第１放散口１２４までの間を流通パージすることができる。

（ステップＳ１３０−５）
制御部１７０は、第４開閉弁Ｖ４を閉弁する。

（ステップＳ１３０−７）
制御部１７０は、メモリにセットされたカウンタ値（Ｚ）をリセットする。

（ステップＳ１３０−９）
制御部１７０は、メモリにセットされたカウンタ値（Ｚ）が第３カウンタ値（例えば、１０）であるか否かを判定する。その結果、カウンタ値（Ｚ）が第３カウンタ値でなければ、ステップＳ１３０−１１に処理を移し、カウンタ値（Ｚ）が第３カウンタ値であれば、ステップＳ１３０−２５に処理を移す。

（ステップＳ１３０−１１）
制御部１７０は、図１６に示すように、第２開閉弁Ｖ２を開弁して、採取容器２００に水素燃料を導入する。

（ステップＳ１３０−１３）
制御部１７０は、圧力測定部１５０が測定した圧力値が第３所定値（例えば、０．８ＭＰａＧ程度）に到達したか否かを判定する。その結果、第３所定値に到達したと判定した場合にはステップＳ１３０−１５に処理を移し、第３所定値に到達していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１３０−１５）
制御部１７０は、第２開閉弁Ｖ２を閉弁する。

（ステップＳ１３０−１７）
制御部１７０は、図１７に示すように、第３開閉弁Ｖ３を開弁し、採取容器２００内の脱圧を行う。

（ステップＳ１３０−１９）
制御部１７０は、脱圧が完了した（第３開閉弁Ｖ３を開弁してから所定時間（例えば、１０秒程度）が経過した）か否かを判定する。その結果、脱圧が完了したと判定した場合にはステップＳ１３０−２１に処理を移し、脱圧が完了していないを判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１３０−２１）
制御部１７０は、第３開閉弁Ｖ３を閉弁する。

（ステップＳ１３０−２３）
制御部１７０は、カウンタ値（Ｚ）をインクリメント（１加算）して、ステップＳ１３０−９に処理を移す。

（ステップＳ１３０−２５）
制御部１７０は、第２開閉弁Ｖ２を開弁して、採取容器２００への水素燃料の採取（サンプリング）を開始する。

（ステップＳ１３０−２７）
制御部１７０は、圧力測定部１５０が測定した圧力値が第４所定値（例えば、０．８ＭＰａＧ程度）に到達したか否かを判定する。その結果、第４所定値に到達したと判定した場合には、ステップＳ１３０−２９に処理を移し、第４所定値に到達していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１３０−２９）
制御部１７０は、第６所定時間（例えば、３０秒程度）が経過したか否かを判定する。その結果、第６所定時間が経過したと判定した場合には、ステップＳ１３０−３１に処理を移し、第６所定時間が経過していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１３０−３１）
制御部１７０は、第２開閉弁Ｖ２を閉弁して、採取工程Ｓ１３０を終了する。

（採取後処理工程Ｓ１４０）
図１８は、採取後処理工程Ｓ１４０の処理の流れを説明するフローチャートである。

（ステップＳ１４０−１）
採取工程Ｓ１３０が終了すると、水素ステーションのディスペンサー内のバルブを閉弁し、水素ステーションから試料採取装置１００への水素燃料の供給を停止する。

（ステップＳ１４０−３）
制御部１７０は、第４開閉弁Ｖ４を開弁して脱圧を行う。

（ステップＳ１４０−５）
制御部１７０は、圧力測定部１５０が測定した圧力値が第５所定値（例えば、０．１ＭＰａＧ程度）に到達したか否かを判定する。その結果、第５所定値に到達したと判定した場合にはステップＳ１４０−７に処理を移し、第５所定値に到達していないと判定した場合には当該処理を維持する。

（ステップＳ１４０−７）
制御部１７０は、圧力調整弁ＲＶ１、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３、第４開閉弁Ｖ４、第５開閉弁Ｖ５、第７開閉弁Ｖ７を閉弁して、採取後処理工程Ｓ１４０を終了する。

その後、水素ステーションのディスペンサーと採取口１１２との接続が解除され、試料採取装置１００から採取容器２００が取り外される。

以上説明したように、本実施形態の試料採取装置１００によれば、高圧排気配管１４０に安全弁ＳＶを備える構成により、サンプリング配管１１０内の圧力、第１パージ配管１２０内の圧力、第２パージ配管１３０内の圧力、高圧排気配管１４０内の圧力、第３パージ配管１６０内の一部の圧力のうち、少なくともいずれか１の圧力が第１閾値を上回った場合であっても、高圧放散口１４２から水素燃料を放散させることができる。このため、試料採取装置１００の安全性を確保することが可能となる。また、安全弁ＳＶは、一旦開弁した後、開弁の原因となった配管（サンプリング配管１１０、第１パージ配管１２０、第２パージ配管１３０、高圧排気配管１４０、第３パージ配管１６０の一部）内の圧力が第２閾値を下回ると閉弁することから、試料採取装置１００を再度（連続して）使用することができる。したがって、水素ステーション等のガス出力装置から連続して水素燃料を採取することが可能となる。これにより、水素燃料の採取作業をスムーズに行うことができる。

また、高圧排気配管１４０における安全弁ＳＶの下流側に逆止弁ＣＶを備える構成により、高圧放散口１４２から逆止弁ＣＶの上流側への大気の逆流を防止することができる。したがって、採取容器２００に採取される水素燃料に大気が混入してしまう事態を回避することが可能となる。

また、本実施形態において、圧力調整弁ＲＶ１は、サンプリング配管１１０へ供給する水素燃料を１．０ＭＰａＧ未満に減圧する。これにより、高圧ガス保安法の制限を受けることなく、水素燃料を採取することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態において、第２パージ配管１３０の端部が第１パージ配管１２０に接続される構成を例に挙げて説明した。このため、上記実施形態の試料採取装置１００では、第２パージ配管１３０の開放端（端部）を、第１パージ配管１２０の第１放散口１２４に集約することができる。これにより、試料採取装置１００を小型化することが可能となる。しかし、第２パージ配管１３０の端部は、第１パージ配管１２０に接続されずともよい。

同様に、上記実施形態において、第３パージ配管１６０が第１パージ配管１２０に接続される構成を例に挙げて説明した。このため、上記実施形態の試料採取装置１００では、第３パージ配管１６０の開放端（端部）を、第１パージ配管１２０の第１放散口１２４に集約することができる。これにより、試料採取装置１００を小型化することが可能となる。しかし、第３パージ配管１６０の端部は、第１パージ配管１２０に接続されずともよい。

また、上記実施形態において、流量調整部１６２が、流量調整弁ＲＶ２と、第７開閉弁Ｖ７とで構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、流量調整部は、流量調整弁ＲＶ２、または、第７開閉弁Ｖ７で構成されてもよい。

また、上記実施形態において、第１パージ配管１２０の第１放散口１２４と、高圧排気配管１４０の高圧放散口１４２とが別体に設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、第１放散口１２４と、高圧放散口１４２とを集約してもよい。

また、上記実施形態において、試料採取装置１００が、バッチパージおよび流通パージを行う構成を例に挙げて説明した。しかし、試料採取装置１００は、バッチパージおよび流通パージのうち、いずれか一方の処理のみを遂行してもよい。例えば、試料採取装置１００は、採取工程Ｓ１３０において、第１開閉弁Ｖ１、第２開閉弁Ｖ２、第３開閉弁Ｖ３を開弁して、採取容器２００に対して流通パージを行ってもよい。

また、上記実施形態において、試料採取装置１００が、ガスとして水素燃料を採取する構成を例に挙げて説明した。しかし、試料採取装置１００が、ガス出力装置から採取するガスの種類に限定はない。

本発明は、ガス出力装置からガスを採取する試料採取装置、および、試料採取方法に利用することができる。

１００ 試料採取装置
１１０ サンプリング配管
１２０ 第１パージ配管
１３０ 第２パージ配管
１４０ 高圧排気配管
１６０ 第３パージ配管
ＣＶ 逆止弁
ＳＶ 安全弁
Ｖ７ 第７開閉弁（開閉弁）

Claims (7)

1. 一端がガス出力装置に接続され、他端が採取容器の第１開口に接続されるサンプリング配管と、
   前記サンプリング配管から分岐され、端部が大気開放された高圧排気配管と、
   前記高圧排気配管に設けられた安全弁と、
   前記高圧排気配管における前記安全弁と前記端部との間に設けられた逆止弁と、
   を備える試料採取装置。
2. 一端が前記採取容器の第２開口に接続され、他端が大気開放された第１パージ配管を備える請求項１に記載の試料採取装置。
3. 前記サンプリング配管における前記高圧排気配管の分岐箇所と、前記サンプリング配管における前記他端との間から分岐され、端部が前記第１パージ配管に接続された第２パージ配管を備える請求項２に記載の試料採取装置。
4. 前記サンプリング配管における前記高圧排気配管の分岐箇所と、前記サンプリング配管における前記他端との間から分岐され、端部が大気開放された第２パージ配管を備える請求項１または２に記載の試料採取装置。
5. 前記高圧排気配管における前記サンプリング配管からの分岐箇所と前記安全弁との間から分岐され、端部が大気開放された第３パージ配管と、
   前記第３パージ配管に設けられた開閉弁と、
   を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の試料採取装置。
6. サンプリング配管の一端をガス出力装置に接続し、前記サンプリング配管の他端を採取容器の第１開口に接続して、前記ガス出力装置が出力したガスを前記採取容器に採取し、
   前記サンプリング配管から分岐され、端部が大気開放された高圧排気配管の圧力が所定の第１閾値を上回ると、前記高圧排気配管に設けられた安全弁および逆止弁が開弁し、
   前記高圧排気配管の圧力が前記第１閾値未満の第２閾値を下回ると、前記安全弁が閉弁する試料採取方法。
7. 前記ガス出力装置が出力したガスを前記採取容器に採取する前に、
   前記サンプリング配管の前記一端を前記ガス出力装置に接続し、前記サンプリング配管の他端を前記採取容器の第１開口に接続し、
   他端が大気開放された第１パージ配管の一端を前記採取容器の第２開口に接続し、
   前記ガス出力装置が出力したガスで前記採取容器内をパージする請求項６に記載の試料採取方法。

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