JP2003161712A - 結露防止機能を備えたガスセンサ - Google Patents

結露防止機能を備えたガスセンサ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温、多湿の環境下で使用できる安価で、小
型の結露防止機能を備えたガスセンサを提供すること。 【解決手段】 一端にガス取入口１が形成されたケース
２に、ガス取入口１側から順番に撥水フィルタ４、パッ
キン、焼結多孔質金属板６、第１スペーサ７、発熱体ユ
ニット８、第２スペーサ９、ガス検知ユニット１０、さ
らにベース材１１を順に積層配置して収容し、ケース２
の他端を絞って固定して検知ユニットからの接続用リー
ドピン３ａ〜３ｈを引出し、ガス検知ユニット１０、及
び流入する被検ガスを加熱して結露を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温、多湿の環境
下で使用するガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】ダクト内の可燃性ガスの検出は、通常、
ダクトにセンサ取付け口を設け、ここにフレームアレス
タを有して防爆構造として構成された可燃性ガスセンサ
を取付けることにより行われている。一方、化学反応炉
等に接続された排気管路には高温多湿、例えば温度が９
０°Ｃ程度、相対湿度が１００％程度の流体が流れてい
る。このような排気管路を流れるガスを上述の可燃性ガ
スセンサにより検出しようとすると、センサ取付け口か
らの放熱量が大きくなるため、センサ近傍の温度が露点
以下に低下してセンサ内に水滴が生じるという問題があ
る。
【０００３】なお、本願発明に関連する先行技術文献と
してつぎのものが存在する。
【特許文献１】 特公平６−５２６６２号公報
【特許文献２】 特開平６−２２３８５０号公報
【特許文献３】 特開2000-187014号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような問題を解消
するため、センサの周囲にヒータを配置したり、断熱材
により保温することも行われているが、加熱や断熱のた
めの付帯設備の工事が必要となり、センサ取付けにコス
トがかかり、小型化が困難であるという問題がある。ま
た、排気管路からサンプリング流路により被検ガスを取
出し、除湿手段を経由させてからセンサに導くことも考
えられるが、装置構成が大がかりとなるばかりでなく、
測定値を除去した水分量で補正する必要があり、信号処
理が複雑化するという問題がある。本発明はこのような
問題に鑑みてなされたものであって、その目的とすると
ころは、加熱や断熱のための付帯設備を必要とすること
なく、防爆構造で高温多湿環境のガスを検出することが
できるガスセンサを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、通気口を備えたケースに、
前記通気口の側から撥水性多孔質膜と、多孔質金属板
と、発熱体ユニットと、ガス検知ユニットと収容して構
成されている。
【０００６】
【作用】ガス取入口より浸入した高温、多湿の被検ガス
は、発熱体ユニットにより加熱されている焼結多孔質金
属板を通過し、発熱体近傍を経てガス検知ユニットに到
達するので結露することがない。また、発熱体ユニット
により発火が生じても焼結多孔質金属板により外部に炎
が逸走するのを防止する。
【０００７】
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１、図２は、本発明
のガスセンサの第１実施の形態を示すものであって、ケ
ース２は、その一端にガス取入口１、他端に接続用のリ
ードピン３ａ〜３ｈが配されている。ケース２には、ガ
ス取入口１の側から順番に撥水フィルタ４、パッキン
５、焼結多孔質金属板６、第１スペーサ７、発熱体ユニ
ット８、第２スペーサ９、ガス検知ユニット１０、さら
にベース板１１を順に積層配置して収容し、ケース２の
他端を絞って固定し、ガス検知ユニット１０からの接続
用リードピン３ａ〜３ｈ及び位置決めピン３ｊを引出す
ように構成されている。
【０００８】撥水フィルタ４は、シート状の多孔質テフ
口ン（登録商標）樹脂で構成され、液滴の進入を防止す
るとともに塵埃の侵入も防止するものである。焼結多孔
質金属板６は、金属粒子を焼結して多孔質材として構成
されている。第１スペーサ７は、焼結多孔質金属板６を
支持するとともに、後述する発熱体ユニット８に被検ガ
スを流通させる貫通孔７ａが形成されている。
【０００９】発熱体ユニット８は、図３(イ)(ロ)に示し
たように中央に貫通孔８ａを備えた基板８ｂに放射状に
４本のリードピン３ｅ〜３ｈを植設し、貫通孔７ａを跨
ぐようにチップ抵抗体からなる発熱体１２を、また基板
８ｂの表面に感温素子１３を実装して、それぞれリード
ピン３ｅ〜３ｈに図示しない導電パターンを介して接続
して構成されている。
【００１０】第２スペーサ９は、上面に発熱体ユニット
８を支持する凹部９ａと、下面にガス検知ユニット１０
を中央に支持する凹部９ｂとを備えた被検ガスの流通が
可能な貫通孔９ｃを中央部に形成して構成されている。
【００１１】ガス検知ユニット１０は、図４(イ)、(ロ)
に示したように中央に略楕円形の凹部１４ａを備えた基
板１４に放射状に４本のリードピン３ａ〜３ｄを植設
し、凹部１４ａを跨ぐようにガス検出素子１５と、温度
補償素子１６とをリードピン３ａ〜３ｄに接続して構成
されている。
【００１２】これらの部材やユニットは、図５に示した
ようにガス取入口１を下方とするようにケース２を載置
し、撥水フィルタ４、パッキン５、焼結多孔質金属板
６、第１スペーサ７、発熱体ユニット８、第２スペーサ
９、ガス検知ユニット１０を装填し、発熱体ユニット８
とガス検知ユニット１０のリードピンを所定の位置に位
置合わし、最後にベース板１１の貫通孔にリードピンを
挿通して積層し、最後にケース２の開口部を絞ることに
より組み付けられている。
【００１３】このように構成されたガスセンサ１７は、
図６に示したように可燃性ガスを含む高温多湿の流体が
流れるダクト１８に設けられた取付け口１８ａに、リン
グ状パッキン１９を介装して固定される。この取付け口
１８ａは、ダクト１８の最頂部の近傍に形成して、セン
サ１７のガス取入口１が下方を向くように取付けるのが
望ましい。
【００１４】このような状態において、環境中の流体が
ガス取入口１から進入すると、水滴や塵埃が撥水フィル
タ４により除去された後、焼結多孔質金属板６を通過し
て発熱体ユニット８に到達し、発熱体１２の熱により露
点以上に加温されてから、ガス検知ユニット１０に到達
する。焼結多孔質金属板６は、発熱体ユニット８の輻射
熱等により加熱されているから、ここで結露が生じるよ
うなことはない。
【００１５】同時に発熱体ユニット８の熱は、対流によ
り上昇して最上に位置するガス検知ユニット１０を昇温
させ、ガス検出素子１５や温度補償素子１６の周辺が露
点以下になるのを有効に防止しする。
【００１６】なお、センサ内に進入した可燃性ガスが発
熱体ユニット８、またはガス検知ユニット１０の熱源に
より発火したとしても、焼結多孔質金属板６により外部
に火炎が逸走するのを確実に阻止することができる。
【００１７】なお、上述の実施例においてはガス検出素
子１５と温度補償素子１６とによりガス検知ユニットを
構成しているが、ガス検出素子のみで構成しても同様の
作用を奏する。また、上述の実施例においては、加熱用
の抵抗素子としてチップ抵抗体を使用したが、ニク口ム
線等の抵抗線を巻回して使用しても同様の作用を奏す
る。さらに、上述の実施例においては、スペーサにより
所定の間隔を形成して、汎用のガス検知ユニットを使用
可能ならしめているが、発熱体ユニットの基板やガス検
知ユニットの基板にスペーサに対応する凸部を一体に形
成しても同様の作用を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図(イ)乃至(ハ)は、それぞれ本発明のガスセ
ンサの第１の実施形態の外観を示す上面図、側面図、底
面図である。
【図２】 図(イ)、(ロ)は、それぞれ図１のＡ−Ａ線、
Ｂ−Ｂ線での断面構造を示す図である。
【図３】 図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上ガスセンサを
構成する発熱体ユニットの一実施例を示す正面図、及び
断面図である。
【図４】 図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上ガスセンサを
構成するガス検知ユニットの一実施例を示す正面図、及
び断面図である。
【図５】 同上センサの組立工程を示す図である。
【図６】 同上センサをダクトに取り付けた状態を示す
断面図である。
【符号の説明】
１ ガス取入口 ２ ケース ４ 撥水フィルタ ５ パッキン ６ 焼結多孔質金属板 ７ 第１スペーサ ８ 発熱体ユニット ９ 第２スペーサ １０ ガス検知ユニット １１ ベース板 １２ 発熱体 １３ 感温素子 １４ 基板 １５ ガス検出素子 １６ 温度補償素子 １７ ガスセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古里 守 東京都板橋区小豆沢２丁目７番６号 理研 計器株式会社内 Ｆターム(参考） 2G046 AA02 BA02 BB03 BD01 BE02 BF05 BH02 BH08 BJ02 BJ06 DB05 DC13 EA03 EA08 EA09 EA10 EB01 FB02 2G060 AA01 AB00 AE19 BB02 BB08 BB13 BB14 BD02 BD06 BD08 HB06 HC06 JA01 KA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通気口を備えたケースに、前記通気口
    の側から撥水性多孔質膜と、多孔質金属板と、発熱体ユ
    ニットと、ガス検知ユニットと収容してなる結露防止機
    能を備えたガスセンサ。
  2. 【請求項２】 前記発熱体ユニットが、中央に開口を
    備えた基体に、前記開口を跨ぎ、かつ通気用の残部をの
    こすように発熱体を設けて構成されている請求項１に結
    露防止機能を備えたガスセンサ。
  3. 【請求項３】 前記ガス検知ユニットが、少なくとも
    凹部を備えた基体に、前記凹部に対向するようにガス検
    知素子を配置して構成されている請求項１に結露防止機
    能を備えたガスセンサ。
  4. 【請求項４】 撥水性多孔質膜と、多孔質金属板と、発
    熱体ユニットと、ガス検知ユニットとをベース材に装着
    し、前記ケースを前記ベース材側で絞って構成されてい
    る請求項１に記載の結露防止機能を備えたガスセンサ。
  5. 【請求項５】 前記多孔質金属板と発熱体ユニットとの
    間、及び前記発熱体ユニットとガス検知ユニットとの間
    に中央部に貫通孔を備えたスペーサが配置されている請
    求項１、または請求項４に記載の結露防止機能を備えた
    ガスセンサ。
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