JP2005241633A

JP2005241633A - 漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置

Info

Publication number: JP2005241633A
Application number: JP2005018976A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nakamura; 茂中村; Takeshi Nonaka; 剛野中; Naoyuki Mitsusaka; 直行三坂; Kazuki Okabayashi; 一木岡林; Akinori Kawachi; 昭紀河内; Kenji Nakamichi; 憲治中道
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2025-01-26
Also published as: JP4381316B2

Abstract

【課題】ガスの漏洩による被害の程度をより正確に推測すること。
【解決手段】互いに異なる複数の地点の空気の漏洩ガスの濃度をそれぞれ測定する複数の濃度センサ２と、濃度に基づいて漏洩ガスの拡散をシミュレーションする制御装置７とを備えている。このようなシミュレーションは、複数の地点で漏洩ガスが検出されたかどうかに基づいて実行されるシミュレーションより正確であり、被害の程度をより正確に推測することができる。
また、複数の濃度センサ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃに測定対象となる測定空気１１０を導入する際に、導入時間を制御するバルブとしてピンチバルブ１７０を備える。ピンチバルブでは、測定空気１１０通気用の配管ピンチバルブ１７０の外部に設けてあり、防爆の必要は無くなる。これにより、センサ６１Ａ、６１Ｂ，６１Ｃの小型軽量化が実現する（従来の電磁方式バルブのものに較べると、重量で１／６程度、体積で１／８程度）。
【選択図】図１

Description

本発明は、漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置に関し、特に、漏洩するガスを検知するときに利用される漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置に関する。

漏洩する水素ガス等の可燃性ガスを検知するときに利用される漏洩ガス検知装置が知られている。そのような漏洩ガス検知装置１００は、図１０に示されているように、可燃性ガス検知装置１０１と警報機１０２とを備えている。可燃性ガス検知装置１０１は、水素を漏洩する可能性がある可燃性ガス漏洩源１０３の周囲に複数が設置されている。水素検知装置１０１は、接触する空気の水素の濃度が所定の値以上であるときに、電気信号を警報機１０２に出力する。警報機１０２は、その電気信号を受信したときに、警報を発する。ガスの漏洩による被害の程度を推測する漏洩ガス検知装置が望まれている。

特開２００２−３３３３８１号公報には、可燃性ガスの一種である水素ガスを水素貯蔵容器から水素供給配管を介して供給する際に、水素ガスの漏洩を容易かつ迅速に検知する水素ガスの検知方法が開示されている。その水素ガスの検知方法は、水素ガスを水素貯蔵容器から水素供給配管を介して供給する際に、水素供給配管の水素ガスの実圧力低下速度を測定し、この実圧力低下速度と、水素ガスが漏洩していない場合の理論圧力低下速度とを比較して水素ガスの漏洩を検知する。その際、実圧力低下速度を水素供給配管に設けられた減圧弁と水素貯蔵容器との間で測定することが好ましい。

特開２００２−３３３３８１号公報

本発明の課題は、ガスの漏洩による被害の程度をより正確に推測する漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、ガスの漏洩による被害の進展をより正確にシミュレーションして被害の程度をより正確に推測する漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置を提供することにある。

本発明のさらに他の課題は、漏洩ガスの濃度３次元分布を測定してガスの漏洩による被害の程度をより正確に推測する漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置を提供することにある。

本発明のさらに他の課題は、漏洩ガスの濃度をより正確に測定して被害の程度をより正確に推測する漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置を提供することにある。

本発明のさらに他の課題は、漏洩ガスの濃度の時間変化をより詳細に測定してガスの漏洩による被害の程度をより正確に推測する漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置を提供することにある。

本発明のさらに他の課題は、軽量小型化を実現する漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置を提供することにある。

以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による漏洩ガス検知装置（１）は、互いに異なる複数の地点の空気の漏洩ガスの濃度をそれぞれ測定する複数の濃度センサ（２）と、濃度に基づいて漏洩ガスの拡散をシミュレーションする制御装置（７）とを備えている。漏洩ガス検知装置（１）は、複数の地点での漏洩ガスの濃度を測定することにより、被害の進展をより正確にシミュレーションすることができ、被害の程度をより正確に推測することができる。

複数の濃度センサ（２）は、鉛直方向に並んで、互いに異なる複数の高さにそれぞれ固定される複数の固定濃度センサ（２、３−１〜３−ｎ）を含んでいる。このとき、漏洩ガス検知装置（１）は、漏洩ガスの濃度の３次元分布を測定することができ、被害の進展をより正確にシミュレーションすることができ、被害の程度をより正確に推測することができる。

複数の濃度センサ（２）は、上下動可能に支持される上下動可能濃度センサ（２、１１〜１４）を含んでいることが好ましい。

本発明による漏洩ガス検知装置（１）は、風向と風速とを観測する観測機器（３１）と、風向と風速とに基づいて上下動可能濃度センサ（２、１１〜１４）を移動させる駆動装置（２４、２５、２６）とを更に備えていることが好ましい。

漏洩ガスは、水素等の可燃性ガスである。すなわち、本発明による漏洩ガス検知装置（１）は、水素等の可燃性ガスが漏洩する可能性があるプラントに適用されることが好ましい。

濃度センサ（４１）は、チャンバー（４３）と、チャンバー（４３）の内部の空気の漏洩ガスの濃度を測定するセンサ本体（４２）と、地点の空気をチャンバー（４３）の内部に供給する空気供給配管（４４）と、漏洩ガスの濃度が既知である校正ガスをチャンバー（４３）の内部に供給する校正ガス供給配管（４５）とを備えている。このとき、漏洩ガス検知装置（１）は、漏洩ガスの濃度をより正確に測定することができ、被害の進展をより正確にシミュレーションすることができ、被害の程度をより正確に推測することができる。

濃度センサ（５１）は、接触する空気の漏洩ガスの濃度を測定するセンサ本体（５２）と、地点の空気をセンサ本体（５２）に噴射するノズル（５５）とを備えている。このような濃度センサ（５１）は、センサ本体（５２）の感度を高める点で好ましい。

濃度センサ（２）は、複数のチャンバー（６５）と、複数のチャンバー（６５）の内部の空気の漏洩ガスの濃度をそれぞれ測定する複数のセンサ本体（６４）と、複数の地点のうちの１つの地点の空気を複数のチャンバーの内部にそれぞれ供給する配管（６２）とを備えていることが漏洩ガスの濃度の時間変化をより詳細に測定する点で好ましい。

本発明の漏洩ガス検知装置の濃度センサ（６１Ａ）は、複数の地点のうちの１つの地点の空気を複数のチャンバー（１６０）の内部にそれぞれ供給する配管（６６）のそれぞれに平行してバイパス配管（６８）を備え、複数のチャンバそれぞれの上流部および下流部に、１つの地点の空気を複数のチャンバーの内部にそれぞれ供給する配管に供給するか、あるいはバイパス配管に供給するかを切替える３方向軽量バルブ（１７０）を備える。

また、本発明の漏洩ガス検知装置の濃度センサ（６１Ｂ）は、複数の地点のうちの１つの地点の空気を複数のチャンバー（１６０）の内部にそれぞれ供給する配管（６６）のそれぞれに平行してバイパス配管（６８）を備え、複数のチャンバそれぞれの下流部のみに、１つの地点の空気を複数のチャンバーの内部にそれぞれ供給する配管に供給するか、あるいはバイパス配管に供給するかを切替える３方向軽量バルブ（１７０）を備える。

また、本発明の漏洩ガス検知装置の濃度センサ（６１Ｃ）は、複数のチャンバ（１６０）それぞれの下流部に、１つの地点の空気を複数のチャンバーそれぞれの内部に供給するか否かを切替える１方向軽量バルブ、または３方向軽量バルブ（１７０）を備える。

また、本発明の漏洩ガス検知装置の濃度センサ（６１Ａ，６１Ｂ、６１Ｃ）において、１方向軽量バルブは１方向のピンチバルブであり、３方向軽量バルブは３方向のピンチバルブ（１７０）である。

本発明による漏洩ガス検知方法は、本発明による漏洩ガス検知装置（１）を用いて実行される。本発明による漏洩ガス検知方法は、複数のチャンバー（６５）のうちの第１チャンバーに１つの地点の空気を供給するステップと、複数のチャンバー（６５）のうちの第２チャンバーに１つの地点の空気を供給するステップとを備えている。このとき、第１チャンバーに空気を供給する時刻と第２チャンバーに空気を供給する時刻との差は、０以上であり、かつ、センサ本体（６４）が測定に要する時間より短い。このような漏洩ガス検知方法によれば、漏洩ガス検知装置（１）は、漏洩ガスの濃度の時間変化をより詳細に測定することができる。

本発明による漏洩ガス検知方法は、観測機器（３１）を用いて風向と風速とを監視するステップと、風向と風速とが所定の値を示すときに、漏洩ガスを含有する試験ガスを漏洩させるステップと、複数の濃度センサ（２）を用いて測定される漏洩ガスの濃度に基づいて試験ガスが拡散する状況を推測するステップと、状況に基づいて風向と風速との組を上下動可能濃度センサ（２、１１〜１４）が配置される高さに対応付けるステップとを備えている。このとき、駆動装置（２４、２５、２６）は、観測機器（３１）により観測された風向と風速とに対応する高さに上下動可能濃度センサ（２、１１〜１４）を移動させる。このような漏洩ガス検知方法によれば、漏洩ガス検知装置（１）は、風向と風速とに基づいて上下動可能濃度センサ（２、１１〜１４）をより適切な位置に配置することができる。

本発明による漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置によれば、ガスの漏洩による被害の程度をより正確に推測することができる。

また、本発明による漏洩ガス検知方法及び漏洩ガス検知装置によれば、その構成の簡素化に基づく小型軽量化の実現により、測定媒体の流れへの干渉を防止することができ、さらに容易に設置することのできる水素濃度計測装置を提供することができる。

（実施の形態１）
図面を参照して、本発明の実施の形態１に係わる漏洩ガス検知装置の実施の形態を記載する。その漏洩ガス検知装置１は、図１に示されているように、複数のセンサ２が複数のポール３−１〜３−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）に設置されている。複数のポール３−１〜３−ｎは、それぞれ、長さが２０ｍ〜３０ｍであり、水素漏洩源４の周囲に分散されて配置され、鉛直方向に立てられて地表５に固定されている。水素漏洩源４は、水素が漏洩する可能性がある設備であり、水素を貯蔵する容器、水素を移送する配管、水素を製造し、または、使用するプラントが例示される。各ポール３−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）は、複数のセンサ２を異なる複数の高さにそれぞれ固定している。さらに、１つのポール３−ｉに設置されている複数のセンサのうちの最高位に配置されているセンサは、そのポール３−ｉと水素漏洩源４との距離が大きいほど高い位置に配置される。

なお、漏洩ガス検知装置１は、水素の漏洩による被害の程度を推測することに適用されているが、他の有害なガス、たとえば、可燃性ガス（メタン、プロパン等）の漏洩による被害の程度を推測することに適用されることもできる。

漏洩ガス検知装置１は、さらに、センサ２と同数の信号出力計６と濃度データ取込装置７とを備えている。複数のセンサ２は、ケーブル８を介して複数の信号出力計６にそれぞれ接続されている。複数の信号出力計６は、ケーブル９を介して濃度データ取込装置７に接続されている。濃度データ取込装置７は、パーソナルコンピュータに例示される情報処理装置である。

センサ２の各々は、接触する空気の水素の濃度を間欠的に測定し、ケーブル８を介してその濃度に対応する電気信号を信号出力計６に出力する。信号出力計６の各々は、センサ２から出力される電気信号を濃度データ取込装置７で処理可能な電気信号に変換し、ケーブル９を介してその変換された電気信号を濃度データ取込装置７に出力する。濃度データ取込装置７は、信号出力計６から出力される電気信号に基づいて、センサ２がそれぞれ配置される複数の地点の空気の水素の濃度を算出する。濃度データ取込装置７は、さらに、その水素濃度が所定の値より大きいときに、警報も発することができる。濃度データ取込装置７は、さらに、その水素濃度に基づいて、水素の漏洩による被害の進展をシミュレーションし、水素の漏洩による被害の程度を推測する。

濃度データ取込装置７は、３次元的に分散された複数の地点の空気の水素の濃度に基づいて水素の漏洩による被害の進展をシミュレーションする。このようなシミュレーションは、複数の地点で漏洩ガスが検出されたかどうかに基づいて実行されるシミュレーションより正確であり、被害の程度をより正確に推測することができる。このようなシミュレーションは、さらに、平面上に配置された複数の地点で漏洩ガスが検出されたかどうかに基づいて実行されるシミュレーションより詳細であり、被害の程度をより正確に推測することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係わる漏洩ガス検知装置は、既述の実施の形態におけるポール３−１〜３−ｎが他のポールに置換されている。そのポール１０は、図２に示されているように、ガイドレール１１とステー１２とスライダー１３とステー１４とを備えている。

ガイドレール１１は、直線状の棒であり、ポール１０に沿って鉛直方向に長くなるように配置されている。ステー１２は、ガイドレール１１をポール１０に支持している。スライダー１３は、図３に示されているように、ガイドレール１１の周りを取り囲む形状を形成し、ガイドレール１１に沿って鉛直方向に摺動可能である。スライダー１３は、さらに、図示されていないジグにより、ガイドレール１１と摺動しないように固定されることができる。このようなスライダー１３は、１本のポール１０に複数が設けられている。ステー１４は、センサ２をスライダー１３に支持している。

このような漏洩ガス検知装置によれば、センサ２は、設置される位置をより容易に変更することができ、好ましい。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係わる漏洩ガス検知装置は、既述の実施の形態におけるガイドレール１１とスライダー１３とが他のガイドレールとスライダーとに置換されている。そのガイドレール２１は、図４に示されているように、直線状の棒であり、ポール１０に沿って鉛直方向に長くなるように配置されている。ガイドレール２１は、さらに、ポール１０に対向する面に歯２２が形成されている。そのスライダー２３は、図５に示されているように、ガイドレール２１の周りを取り囲む形状を形成し、ガイドレール２１に沿って鉛直方向に摺動可能である。スライダー２３は、さらに、モータ２４と歯車２５とを備えている。このとき、漏洩ガス検知装置１は、さらに、スライダー高さ制御機器２６を備えている。スライダー高さ制御機器２６は、パーソナルコンピュータに例示される情報処理装置であり、ケーブル２７を介してモータ２４に接続されている。

モータ２４は、スライダー２３に固定され、スライダー高さ制御機器２６により制御されて歯車２５を回転させる。歯車２５は、周囲に歯が形成されている円筒体であり、その歯は、ガイドレール２１の歯２２にかみ合わされている。歯車２５は、さらに、回転することにより、スライダー２３をガイドレール２１に沿って鉛直方向に移動させる。このようなスライダー２３は、ポール１０に設置されるセンサ２の個数だけ設けられている。

このとき、ユーザは、センサ２の各々が配置される位置をスライダー高さ制御機器２６に入力する。スライダー高さ制御機器２６は、モータ２４を制御してスライダー２３の各々をその位置に移動させる。

このような漏洩ガス検知装置によれば、ユーザは、より容易にセンサ２の位置を移動することができ、好ましい。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係わる漏洩ガス検知装置は、図６に示されているように、風向風速計３１と水素発生源３２と制御装置３３とをさらに備えている。風向風速計３１は、水素漏洩源４の近くに配置され、ケーブル３４を介して制御装置３３に接続されている。風向風速計３１は、水素漏洩源４の周辺の風向と風速とを常時に測定し、ケーブル３４を介してその風向と風速とを制御装置３３に出力する。水素発生源３２は、水素漏洩源４と概ね同じ地点に配置され、水素タンク３５と配管３６と電磁弁３７とから形成されている。水素タンク３５は、内部に水素を貯蔵している。配管３６は、水素タンク３５の内部と大気とを接続している。電磁弁３７は、配管３６の途中に介設され、ケーブル３８を介して制御装置３３に接続されている。電磁弁３７は、制御装置３３により制御されて開閉して、水素タンク３５から大気に水素を排出し、または、排出を停止する。

制御装置３３は、パーソナルコンピュータに例示される情報処理装置である。制御装置３３は、水素漏洩源４の周辺の風向と風速とを風向風速計３１から収集し、その風向と風速とが所定の値を示すときに、電磁弁３７を開放して水素発生源３２から水素を排出させる。このとき、濃度データ取込装置７は、センサ２がそれぞれ配置される複数の地点の空気の水素の濃度に基づいて、水素発生源３２から排出される水素が拡散する状況を算出する。このように算出された状況と、濃度データ取込装置７により実行されるシミュレーションの結果とを比較することにより、そのシミュレーションの正確さを確認することができる。

制御装置３３は、さらに、その算出された状況に基づいて風向と風速との組をセンサ２が配置される適切な高さに対応付けるテーブルを作成する。このとき、スライダー高さ制御機器２６は、そのテーブルを参照して、風向風速計３１から収集される水素漏洩源４の周辺の風向と風速とに対応する高さにセンサ２を移動させる。このとき、漏洩ガス検知装置１は、自動的にセンサ２をより適切な位置に配置することができる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係わる漏洩ガス検知装置は、既述の実施の形態におけるセンサ２が他のセンサに置換されている。そのセンサ４１は、図７に示されているように、センサ本体４２とチャンバー４３とを備えている。センサ本体４２は、チャンバー４３の内部の空気の水素の濃度を測定し、ケーブル８を介してその濃度に対応する電気信号を信号出力計６に出力する。チャンバー４３は、空気供給配管４４と校正ガス供給配管４５と吸引配管４６とを備えている。空気供給配管４４は、一端は水素濃度が測定される位置に配置され、他端がチャンバー４３の内部に接続されている。空気供給配管４４は、途中にバルブ４７が設置されている。バルブ４７は、濃度データ取込装置７により制御されて開閉する。校正ガス供給配管４５は、一端が水素の濃度が既知である校正ガスを供給する装置に接続され、他端がチャンバー４３の内部に接続されている。校正ガス供給配管４５は、途中にバルブ４８が設置されている。バルブ４８は、濃度データ取込装置７により制御されて開閉する。吸引配管４６は、一端が吸引ポンプに接続され、他端がチャンバー４３の内部に接続されている。

濃度データ取込装置７は、通常時に、バルブ４７を開放し、バルブ４８を閉鎖することにより、水素濃度が測定される位置の空気をチャンバー４３の内部に供給している。センサ本体４２は、チャンバー４３の内部の空気の水素の濃度を測定し、その濃度に対応する電気信号を濃度データ取込装置７に出力する。このとき、濃度データ取込装置７は、その電気信号に基づいてセンサ４１がそれぞれ配置される地点の空気の水素の濃度を算出し、その濃度に基づいて水素の漏洩による被害の進展をシミュレーションする。

濃度データ取込装置７は、間欠的に、バルブ４７を閉鎖し、バルブ４８を開放することにより、水素の濃度が既知である校正ガスをチャンバー４３の内部に供給する。センサ本体４２は、チャンバー４３の内部の空気の水素の濃度を測定し、その濃度に対応する電気信号を濃度データ取込装置７に出力する。このとき、濃度データ取込装置７は、その電気信号が示す値と校正ガスの水素の濃度とを対応付けてキャリブレーションする。このようなキャリブレーションによれば、センサ本体４２の指示値が時間が経つにつれて不安定になるときでも、漏洩ガス検知装置１は、水素の濃度をより正確に測定することができ、被害の進展をより正確にシミュレーションすることができ、被害の程度をより正確に推測することができる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係わる漏洩ガス検知装置は、既述の実施の形態におけるセンサ２が他のセンサに置換されている。そのセンサ５１は、図８に示されているように、センサ本体５２とチャンバー５３とを備えている。センサ本体５２は、チャンバー５３の内部に露出されて配置されたガス接触部５７を備え、ガス接触部５７に接触する空気の水素の濃度を測定し、ケーブル８を介してその濃度に対応する電気信号を信号出力計６に出力する。チャンバー５３は、空気供給配管５４とノズル５５と吸引配管５６とを備えている。空気供給配管５４は、一端が水素濃度が測定される位置に配置され、他端がチャンバー５３の内部に接続されている。ノズル５５は、空気供給配管５４からチャンバー５３の内部に供給される空気をセンサ本体５２のガス接触部５７に噴射する。吸引配管５６は、一端が吸引ポンプに接続され、他端がチャンバー５３の内部に接続されている。このようなセンサ５１は、センサ本体５２の感度が高まり、好ましい。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７に係わる漏洩ガス検知装置は、既述の実施の形態におけるセンサ２が他のセンサに置換されている。そのセンサ６１は、図９に示されているように、分岐管６２と複数のセンサ６３−１〜６３−ｍ（ｍ＝２，３，４，…）を備えている。

分岐管６２は、１つの入口と複数の出口とを有している管である。分岐管６２は、その入口が水素濃度が測定される位置に配置され、出口がセンサ６３−１〜６３−ｍにそれぞれ接続されている。センサ６３−ｊ（ｊ＝１，２，３，…，ｍ）は、センサ本体６４とチャンバー６５と空気供給配管６６と排気配管６７とバイパス配管６８と吸引配管６９とバルブ７１とバルブ７２とを備えている。センサ本体６４は、チャンバー６３の内部で約７秒間接触している空気の水素の濃度を測定し、その濃度を濃度データ取込装置７に出力する。バルブ７１は、濃度データ取込装置７により制御され、分岐管６２から供給される空気を空気供給配管６６またはバイパス配管６８の一方に供給する。空気供給配管６６は、バルブ７１から供給される空気をチャンバー６３の内部に供給する。排気配管６７は、チャンバー６５の内部とバルブ７２とを接続している。バイパス配管６８は、バルブ７１とバルブ７２とを接続している。バルブ７２は、濃度データ取込装置７により制御され、排気配管６７またはバイパス配管６８の一方と吸引配管６９とを接続する。吸引配管６９は、吸引ポンプに接続され、排気配管６７またはバイパス配管６８のうちのバルブ７２により接続されている配管から空気を常時に吸引する。チャンバー６５は、バルブ７１が分岐管６２と空気供給配管６６とを接続し、バルブ７２が排気配管６７と吸引配管６９とを接続するときに、約１秒間で内部が空気供給配管６６から供給される空気で充満する程度の容積である。

濃度データ取込装置７は、まず、１秒間だけセンサ６３−１のバルブ７１を用いて分岐管６２と空気供給配管６６とを接続し、バルブ７２を用いて排気配管６７と吸引配管６９とを接続して、水素濃度が測定される位置の空気をチャンバー６５に充満させる。濃度データ取込装置７は、その後、７秒間だけセンサ６３−１のバルブ７１を用いて分岐管６２とバイパス配管６８とを接続し、バルブ７２を用いてバイパス配管６８と吸引配管６９とを接続して、その空気をチャンバー６３に保持する。センサ６３−１のセンサ本体６４は、その７秒間に、チャンバー６５に保持された空気の水素の濃度を測定して濃度データ取込装置７に出力する。

濃度データ取込装置７は、その一連の動作をセンサ６３−２〜６３−ｍに関しても実行する。すなわち、濃度データ取込装置７は、センサ６３−１に関してその動作を開始した時刻の１秒後に、センサ６３−２に関してその動作を開始する。濃度データ取込装置７は、センサ６３−ｊに関してその動作を開始した時刻の１秒後に、センサ６３−（ｊ＋１）に関してその動作を開始する。濃度データ取込装置７は、センサ６３−ｍに関してその動作を開始した時刻の１秒後に、センサ６３−１に関してその動作を開始する。

このような動作によれば、漏洩ガス検知装置１は、センサ６３−２〜６３−ｍが８個以上設置されているとき（ｍ≧８のとき）に、水素の濃度を１秒ごとに測定することができる。すなわち、漏洩ガス検知装置１は、水素の濃度の時間変化をセンサ本体６４が測定に要する時間より短い時間間隔ごとに詳細に測定することができる。

（実施の形態８）
本発明の実施の形態８に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ構成を図１１に示す。本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置の基本的構成および動作原理は実施の形態７と同様である。但し、本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ａは、従来の電磁弁式のバルブに換わって、ピンチバルブ１７０を備えている。

本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ａは、水素濃度を測定するための測定空気１１０の吸引口となるメインチャンバ１２０、メインチャンバ１２０に接続される複数の水素センサ１９０Ａ、そして、測定空気１１０を上記複数の水素センサ１９０Ａに取り入れるために吸引を行うエゼクタ１４０、エゼクタ１４０と複数の水素センサ１９０Ａの各々を接続する流路分配器１３０、エゼクタ１４０へ正圧を圧送するためのコンプレッサ２００を備えている。水素センサ１９０Ａは、水素センサ本体１５０、水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０、バイパス配管６８、バイパス配管６８とチャンバ１６０への測定空気１１０の経路を切り替えるためのチャンバ１６０の上流および下流に配置される２つのピンチバルブ１７０を備えている。圧送用のコンプレッサ２００以外の構成因子は、収納ボックス１８０Ａに格納されて、実際の水素濃度測定位置に設置される。また、収納ボックス内は、収納ボックス１８０Ａ外に設置されるＮ_２ボンベ３００からの窒素により窒素充填される。

以下に、メインチャンバ１２０に接続されている複数の水素センサ１９０Ａの内、任意の１つについて、その動作原理を説明する。本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ａが起動すると、圧送用のコンプレッサ２００が始動する。圧送用のコンプレッサ２００が始動すると、エゼクタ１４０が水素濃度を測定するための測定空気１１０の吸引を開始する。エゼクタ１４０の始動により、メインチャンバ１２０から測定空気１１０が吸引される。メインチャンバ１２０から吸引された測定空気１１０は、分岐管６２を通り分岐管６２下流で２つに分配される。一方は、ピンチバルブ１７０および空気供給配管６６を介して水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０に導入される。もう一方は、バイパス配管６８に導かれる。ピンチバルブ１７０は、バイパス配管６８とチャンバ１６０への測定空気１１０の経路を切り替えるための役割をする。どちらの経路に測定空気１１０を導くかについては、ピンチバルブ１７０の外周に２つの経路の切り替え機構が設置されていることにより、ピンチバルブ１７０の形態を形態Ａ、あるいは形態Ｂとして測定空気１１０の通過経路を切り替える。ピンチバルブ１７０により、空気供給配管６６を介して水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０に測定空気１１０が導入される際には、チャンバ１６０の上流および下流に設置されているピンチバルブ１７０が同時に１秒程度開いてチャンバ１６０に新たな測定空気が充填されると２つのピンチバルブ１７０はすぐに閉じられる。複数の水素センサ１９０Ａにおいて、この１秒間の測定空気の充填開始時間をズラすことにより、センサ６１Ａにおいて、精密な水素濃度の時間変動データを取得することが出来る。バイパス配管６８を経由した測定用空気１１０、およびチャンバ１６０から排出された測定空気１１０は、吸引配管６９を介して流路分配器１３０の吸入孔１３０ａに導入される。吸入孔１３０ａに導入された測定空気１１０は、２つの排出孔１３０ｂ、１３０ｃから対応する２つのエゼクタ１４０に向けて排出される。そして、２つのエゼクタ１４０から大気中に放出される。センサ６１Ａの起動中には、収納ボックス１８０Ａ内部は収納ボックス１８０Ａ外部に設置されるＮ_２ボンベ３００から常に窒素が充填されることにより、水素センサ本体１５０における水素濃度測定の信頼性が維持される。

従来、バイパス配管６８とチャンバ１６０への測定空気１１０の経路を切り替えるためにチャンバ１６０の上流および下流に配置されていたバルブには、電磁方式のバルブが使用されていた。電磁方式のバルブにおいては、バルブ内部の配管に測定空気１１０を通すため、防爆性の観点から、漏洩シールを念入りに施す必要があり、バルブ本体が寸法、重量的に大きくなる。このため、センサを格納するための収納ボックス１８０Ａが大型化し、センサ６１Ａを任意の位置に設置する際にも、大掛かりな設置機構が必要となる。また、センサ６１Ａを格納するための収納ボックス１８０Ａが大型化することにより、測定空気１１０の流れを阻害する要因となる。

本実施の形態においては、バルブとしてピンチバルブ１７０を備える。ピンチバルブ１７０では、測定空気１１０通気用の配管ピンチバルブ１７０の外部に設けてあり、防爆の必要は無くなる。これにより、センサ６１Ａの小型軽量化が実現する（従来の電磁方式バルブのものに較べると、重量で１／６程度、体積で１／８程度）。

チャンバ１６０の上流および下流に配置される２つのピンチバルブ１７０により、バイパス配管６８とチャンバ１６０への測定空気１１０の経路を時間をズラしながら切り替えることにより、複数のチャンバ１６０それぞれに、互いに時間をズラして測定空気１１０を導入することができる。

これにより、センサ６１Ａにおいては、測定空気１１０における水素ガス濃度の時間的変化を、より高精度に測定することができるとともに、軽量小型化を実現することができる。軽量小型化の実現化は、上記の作用効果の他に、センサ６１Ａの設置作業を容易化し、また、小型化は測定空気１１０の流れへの干渉を防止できる水素濃度計測装置を実現できる。

（実施の形態９）
本発明の実施の形態９に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ構成を図１２に示す。本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置の基本的構成および動作原理は実施の形態８と同様である。但し、本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ｂは、ピンチバルブ１７０をチャンバ１６０の下流のみに備えている。

本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ｂは、水素濃度を測定するための測定空気１１０の吸引口となるメインチャンバ１２０、メインチャンバ１２０に接続される複数の水素センサ１９０Ｂ、そして、測定空気１１０を上記複数の水素センサ１９０Ｂに取り入れるために吸引を行うエゼクタ１４０、エゼクタ１４０と複数の水素センサ１９０Ｂの各々を接続する流路分配器１３０、エゼクタ１４０へ正圧を圧送するためのコンプレッサ２００を備えている。水素センサ１９０Ｂは、水素センサ本体１５０、水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０、バイパス配管６８、バイパス配管６８とチャンバ１６０への測定空気１１０の経路を切り替えるためのチャンバ１６０の下流のみに配置される２つのピンチバルブ１７０を備えている。圧送用のコンプレッサ２００以外の構成因子は、収納ボックス１８０Ｂに格納されて、実際の水素濃度測定位置に設置される。また、収納ボックス内は、収納ボックス１８０Ｂ外に設置されるＮ_２ボンベ３００からの窒素により窒素充填される。

以下に、メインチャンバ１２０に接続されている複数の水素センサ１９０Ｂの内、任意の１つについて、その動作原理を説明する。本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ｂが起動すると、圧送用のコンプレッサ２００が始動する。圧送用のコンプレッサ２００が始動すると、エゼクタ１４０が水素濃度を測定するための測定空気１１０の吸引を開始する。エゼクタ１４０の始動により、メインチャンバ１２０から測定空気１１０が吸引される。メインチャンバ１２０から吸引された測定空気１１０は、分岐管６２を通り分岐管６２下流で２つに分配される。一方は、空気供給配管６６を介して水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０に導入される。もう一方は、バイパス配管６８に導かれる。チャンバ１６０の下流に配置されるピンチバルブ１７０は、バイパス配管６８とチャンバ１６０への測定空気１１０の経路を切り替えるための役割をする。どちらの経路に測定空気１１０を導くかについては、ピンチバルブ１７０の外周に２つの経路の切り替え機構が設置されていることにより、ピッチバルブ１７０の形態を形態Ａ、あるいは形態Ｂとして測定空気１１０の通過経路を切り替える。ピンチバルブ１７０により、水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０に測定空気１１０が導入される際には、チャンバ１６０の下流に設置されているピンチバルブ１７０が１秒程度開いてチャンバ１６０に新たな測定空気が充填されると、ピンチバルブ１７０はすぐに閉じられる。複数の水素センサ１９０Ｂにおいて、この１秒間の測定空気の充填開始時間をズラすことにより、センサ６１Ｂにおいて、精密な水素濃度の時間変動データを取得することが出来る。バイパス配管６８を経由した測定用空気１１０、およびチャンバ１６０から排出された測定空気１１０は、吸引配管６９を介して流路分配器１３０の吸入孔１３０ａに導入される。吸入孔１３０ａに導入された測定空気１１０は、２つの排出孔１３０ｃ、１３０ｄから対応する２つのエゼクタ１４０に向けて排出される。そして、２つのエゼクタ１４０から大気中に放出される。センサ６１Ｂの起動中には、収納ボックス１８０Ｂ内部は収納ボックス１８０Ｂ外部に設置されるＮ_２ボンベ３００から常に窒素が充填されることにより、水素センサ本体１５０における水素濃度測定の信頼性が維持される。

本実施の形態においては、実施の形態８の作用効果に加えて、センサ６１Ｂ１つに備えるピンチバルブ１７０の数を１つのみとしたことにより、実施の形態８と比較して、さらに軽量小型化を実現することができる。

（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ構成を図１３に示す。本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置の基本的構成および動作原理は実施の形態９と同様である。但し、本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ｃにおいては、実施の形態９における水素センサ１９０Ｂに備えられているバイパス配管６８が省略されている。

本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ｃは、水素濃度を測定するための測定空気１１０の吸引口となるメインチャンバ１２０、メインチャンバ１２０に接続される複数の水素センサ１９０Ｃ、そして、測定空気１１０を上記複数の水素センサ１９０Ｃのそれぞれに取り入れるために吸引を行う複数のエゼクタ１４０、エゼクタ１４０へ正圧を圧送するためのコンプレッサ２００、そして複数のエゼクタ１４０とコンプレッサ２００とを接続する流路分配器１３０を備えている。水素センサ１９０Ｃは、水素センサ本体１５０、水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０、チャンバ１６０の下流に配置されて、チャンバ１６０へ測定空気１１０を導入するか否かを切り替えるためのピンチバルブ１７０を備えている。圧送用のコンプレッサ２００と、複数のエゼクタ１４０とコンプレッサ２００とを接続する流路分配器１３０以外の構成因子は、収納ボックス１８０Ｃに格納されて、実際の水素濃度測定位置に設置される。また、収納ボックス１８０Ｃ内は、収納ボックス１８０Ｃ外に設置されるＮ_２ボンベ３００からの窒素により窒素充填される。

以下に、メインチャンバ１２０に接続されている複数の水素センサ１９０Ｃの内、任意の１つについて、その動作原理を説明する。本実施の形態に係わる漏洩ガス検知装置のセンサ６１Ｃが起動すると、圧送用のコンプレッサ２００が始動する。圧送用のコンプレッサ２００が始動すると、流路分配器１３０の吸入孔１３０ｃ、および排出孔１３０ｄ、１３０ｄを介してエゼクタ１４０が水素濃度を測定するための測定空気１１０の吸引を開始する。エゼクタ１４０の始動により、メインチャンバ１２０から測定空気１１０が吸引される。メインチャンバ１２０から吸引された測定空気１１０は、空気供給配管６６を介して水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０に導入される。チャンバ１６０の下流に設置されるピンチバルブ１７０は、チャンバ１６０へ測定空気１１０を導入するか否かを切り替えるための役割をする。チャンバ１６０へ測定空気１１０を導入するか否かの切り替えは、ピンチバルブ１７０の外周に２つの経路の切り替え機構が設置されていることにより、ピッチバルブ１７０の形態を形態Ａ、あるいは形態Ｂとして測定空気１１０の通過経路の開閉を行う。ピンチバルブ１７０により、空気供給配管６６を介して水素センサ本体１５０を格納するチャンバ１６０に測定空気１１０が導入される際には、チャンバ１６０の下流に設置されているピンチバルブ１７０が１秒程度開いてチャンバ１６０に新たな測定空気が充填されると、ピンチバルブ１７０はすぐに閉じられる。複数の水素センサ１９０Ｃにおいて、この１秒間の測定空気の充填開始時間をズラすことにより、センサ６１Ｃにおいて、精密な水素濃度の時間変動データを取得することが出来る。チャンバ１６０から排出された測定空気１１０は、吸引配管６９およびエゼクタ１４０を介して大気中に放出される。センサ６１Ｃの起動中には、収納ボックス１８０Ｃ内部は収納ボックス１８０Ｃ外部に設置されるＮ_２ボンベ３００から常に窒素が充填されることにより、水素センサ本体１５０における水素濃度測定の信頼性が維持される。

本実施の形態においては、実施の形態９における水素センサ１９０Ｂに備えられているバイパス配管６８が省略される。これにより、実施の形態９における水素センサ１９０Ｂよりもさらに、重量的に軽量化が実現される。また、バイパス配管６８が省略されていることにより、構造的にも簡略化が実現し、センサ６１Ｃの設置や運用、そしてメンテナンス時においても作業の簡略化が実現される。

図１は、本発明による漏洩ガス検知装置の実施の形態を示すブロック図である。図２は、ポールの実施の他の形態を示す側面図である。図３は、ポールの実施の他の形態を示す断面図である。図４は、ポールの実施のさらに他の形態を示す側面図である。図５は、ポールの実施のさらに他の形態を示す断面図である。図６は、本発明による漏洩ガス検知装置の実施のさらに他の形態を示すブロック図である。図７は、センサの実施の他の形態を示す断面図である。図８は、センサの実施のさらに他の形態を示す断面図である。図９は、センサの実施のさらに他の形態を示す断面図である。図１０は、公知の漏洩ガス検知装置の実施の形態を示すブロック図である。図１１は、実施の形態８に係わる漏洩ガス検知装置の形態を示すブロック図である。図１２は、実施の形態９に係わる漏洩ガス検知装置の形態を示すブロック図である。図１３は、実施の形態１０に係わる漏洩ガス検知装置の形態を示すブロック図である。

符号の説明

１：漏洩ガス検知装置
２：センサ
３−１〜３−ｎ：ポール
４：水素漏洩源
５：地表
６：信号出力計
７：濃度データ取込装置
８：ケーブル
９：ケーブル
１０：ポール
１１：ガイドレール
１２：ステー
１３：スライダー
１４：ステー
２１：ガイドレール
２２：歯
２３：スライダー
２４：モーター
２５：歯車
２６：スライダー高さ制御機器
２７：ケーブル
３１：風向風速計
３２：水素発生源
３３：制御装置
３４：ケーブル
３５：水素タンク
３６：配管
３７：電磁弁
３８：ケーブル
４１：センサ
４２：センサ本体
４３：チャンバー
４４：空気供給配管
４５：校正ガス供給配管
４６：吸引配管
４７：バルブ
４８：バルブ
５１：センサ
５２：センサ本体
５３：チャンバー
５４：空気供給配管
５５：ノズル
５６：吸引配管
５７：ガス接触部
６１：センサ
６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ：センサ
６２：分岐管
６３：センサ
６４：センサ本体
６５：チャンバー
６６：空気供給配管
６７：排気配管
６８：バイパス配管
６９：吸引配管
７１：バルブ
７２：バルブ
１１０：測定空気
１２０：メインチャンバ
１３０：流路分配器
１３０ａ：吸入孔
１３０ｂ、１３０ｃ：排出孔
１４０：エゼクタ
１５０：水素センサ本体
１６０：チャンバ
１７０：ピンチバルブ
１７０ａ：ピンチバルブ形態Ａ
１７０ｂ：ピンチバルブ形態Ｂ
１８０Ａ、１８０Ｂ，１８０Ｃ：収納ボックス
１９０Ａ、１９０Ｂ、１９０Ｃ：水素センサ
２００：コンプレッサ
３００：Ｎ_２ボンベ

Claims

互いに異なる複数の地点の大気中の漏洩ガスの濃度をそれぞれ測定する複数の濃度センサと、
前記濃度に基づいて前記漏洩ガスの拡散をシミュレーションする制御装置
とを具備する漏洩ガス検知装置。
請求項１において、
前記複数の濃度センサは、鉛直方向に並んで、互いに異なる複数の高さにそれぞれ固定される複数の固定濃度センサを含む
漏洩ガス検知装置。
請求項１において、
前記複数の濃度センサは、上下動可能に支持される上下動可能濃度センサを含む
漏洩ガス検知装置。
請求項３において、
風向と風速とを観測する観測機器と、
前記風向と前記風速とに基づいて前記上下動可能濃度センサを移動させる駆動装置
とを更に具備する漏洩ガス検知装置。
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
前記漏洩ガスは、水素等の可燃性ガスである
漏洩ガス検知装置。
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
前記濃度センサは、
チャンバーと、
前記チャンバーの内部の大気中の前記漏洩ガスの濃度を測定するセンサ本体と、
前記地点の空気を前記チャンバーの内部に供給する空気供給配管と、
前記漏洩ガスの濃度が既知である校正ガスを前記チャンバーの内部に供給する校正ガス供給配管とを備える
漏洩ガス検知装置。
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
前記濃度センサは、
接触する空気の前記漏洩ガスの濃度を測定するセンサ本体と、
前記地点の空気を前記センサ本体に噴射するノズルとを備える
漏洩ガス検知装置。
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
前記濃度センサは、
複数のチャンバーと、
前記複数のチャンバーの内部の空気の前記漏洩ガスの濃度をそれぞれ測定する複数のセンサ本体と、
前記複数の地点のうちの１つの地点の空気を前記複数のチャンバーの内部にそれぞれ供給する配管とを備える
漏洩ガス検知装置。
請求項８に記載の漏洩ガス検知装置の前記濃度センサにおいて、
前記複数の地点のうちの１つの地点の空気を前記複数のチャンバーの内部にそれぞれ供給する配管のそれぞれに平行してバイパス配管を備え、
前記複数のチャンバそれぞれの上流部および下流部に、前記１つの地点の空気を前記複数のチャンバーの内部にそれぞれ供給する配管に供給するか、あるいは前記バイパス配管に供給するかを切替える３方向軽量バルブを備える
漏洩ガス検知装置。
請求項８に記載の漏洩ガス検知装置の前記濃度センサにおいて、
前記複数の地点のうちの１つの地点の空気を前記複数のチャンバーの内部にそれぞれ供給する配管のそれぞれに平行してバイパス配管を備え、
前記複数のチャンバそれぞれの下流部のみに、前記１つの地点の空気を前記複数のチャンバーの内部にそれぞれ供給する配管に供給するか、あるいは前記バイパス配管に供給するかを切替える３方向軽量バルブを備える
漏洩ガス検知装置。
請求項８に記載の漏洩ガス検知装置の前記濃度センサにおいて、
前記複数のチャンバそれぞれの下流部に、前記１つの地点の空気を前記複数のチャンバーそれぞれの内部に供給するか否かを切替える１方向軽量バルブ、または３方向軽量バルブを備える
漏洩ガス検知装置。
請求項９から１１までのいずれか一項に記載の漏洩ガス検知装置の前記濃度センサにおいて、
前記１方向軽量バルブは１方向のピンチバルブであり、前記３方向軽量バルブは３方向のピンチバルブである
漏洩ガス検知装置。
請求項８から１２までのいずれか一項に記載されている漏洩ガス検知装置を用いて実行される漏洩ガス検知方法であり、
前記複数のチャンバーのうちの第１チャンバーに前記１つの地点の空気を供給するステップと、
前記複数のチャンバーのうちの第２チャンバーに前記１つの地点の空気を供給するステップとを具備し、
前記第１チャンバーに前記空気を供給する時刻は、前記第２チャンバーに前記空気を供給する時刻と異なる
漏洩ガス検知方法。
請求項４に記載されている漏洩ガス検知装置を用いて実行される漏洩ガス検知方法であり、
前記観測機器を用いて前記風向と前記風速とを監視するステップと、
前記風向と前記風速とが所定の値を示すときに、前記漏洩ガスを含有する試験ガスを漏洩させるステップと、
前記複数の濃度センサを用いて測定される前記漏洩ガスの濃度に基づいて前記試験ガスが拡散する状況を推測するステップと、
前記状況に基づいて前記風向と前記風速との組を前記上下動可能濃度センサが配置される高さに対応付けるステップ
とを具備する漏洩ガス検知方法。