JP2006153737A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006153737A JP2006153737A JP2004346822A JP2004346822A JP2006153737A JP 2006153737 A JP2006153737 A JP 2006153737A JP 2004346822 A JP2004346822 A JP 2004346822A JP 2004346822 A JP2004346822 A JP 2004346822A JP 2006153737 A JP2006153737 A JP 2006153737A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- holding plate
- gas sensor
- unit
- energization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
【解決手段】 被検出ガス内に設置され、被検出ガスを検出する検出部2と、検出部2を回路部20と電気的に接続するための通電部3とを有するガスセンサ1であって、通電部3は、保持板4を貫通したピン状に形成され、検出部2は、保持板4の一方の面4c側において通電部3に接続され、保持板4の他方の面4dは、保持板4の被取付面22aに対面し、他方の面4dと被取付面22aの間の部分と、一方の面4c側から突出した通電部3の突出部分とが、絶縁部材5a,5bで封止された構成とする。
【選択図】 図3
Description
固体高分子膜型燃料電池は、固体高分子電解質膜を燃料極と酸素極とで両側から挟み込んで形成されたセルを多数積層して構成されたスタックからなり、燃料極には燃料として水素が供給され、酸素極には酸化剤として空気が供給されて、燃料極で触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過して酸素極まで移動して、酸素極で酸素と電気化学反応を起こして発電するようになっている。
このため、前記従来技術に係る燃料電池の保護装置においては、燃料電池から排出される高湿潤のオフガスによって、オフガスの流路内に配置されたガスセンサに結露が発生する場合があり、ガスセンサの感度の低下や故障等が生じるおそれがあった。
さらに、保持板の他方の面と前記被取付面の間の部分をも封止することにより、保持板の取付面から通電部への被検出ガスの侵入を阻止して、通電部を被検出ガスから完全に遮断することができる。
なお、本実施形態においては、本発明に係るガスセンサを、固体高分子膜型燃料電池による発電システムにおいて、上記燃料電池の酸素極側の排出系に設置して、水素ガスを検出する場合を例として説明するが、水素極側の排出系に設置する場合も同様であり、排出系に限られるものでもない。
また、以下の説明において、説明の便宜上、図1において、本図の下側を本ガスセンサの下側とし、本図の上側を本ガスセンサの上側という場合があり、各構成部品についても同様である。
図1に示すように、本発明の実施形態に係るガスセンサ1は、水素ガスの濃度を検出する検出部2と、この検出部2を保持する保持板4と、前記検出部2から出力される出力信号を回路部20に伝達する通電部3と、前記出力信号を増幅し水素ガスの濃度を算出する回路部20と、オフガスを導入するガス導入部30とを備えて構成されている。
そして、前記ガスセンサ1は、オフガス流通管11の上部に設けられた取付座11aに固着され、前記検出部2が前記オフガス流通管11内を流通するオフガスを臨む状態に設置されている。
なお、本実施形態においては、水素検出用のガスセンサとして、水素ガスの触媒燃焼熱による抵抗値の変化を計測して、水素ガスの濃度を検出するガス接触燃焼式のものを使用している。
なお、各素子2a,2bは、抵抗となるコイルをアルミナで被覆したものであり、検出素子2aにはアルミナに白金が担持されており、水素に触媒作用して触媒燃焼反応が起こる。この触媒燃焼による燃焼熱を利用して、ガス接触燃焼式のガスセンサ1は、検出素子2aと補償素子2bとでブリッジ回路を構成し、前記燃焼熱による検出素子2a抵抗値の変化を補償素子2bと比較することによって水素ガスの濃度を計測している。
なお、本実施形態においては、通電部3は、ピン状に形成されているが、必ずしも一体的に構成されている必要はなく、導線を束ねたコードとして形成されたものでもよく、ピンの断面形状や本数等にも関わらず、本発明を実施することができる。さらに、前記回路基板22および各素子2a,2bと通電部3との接続も半田付けや溶着等種々の手段がある。
具体的には、図3に示すように、保持板4の一方の面4c(下面、検出部2と接続する側)から下側に突出した通電部3の突出部分3aはエポキシ樹脂5aで封止し、保持板4の他方の面4d(上面)と保持板4の被取付面である回路基板22の下面22aとの間の部分はエポキシ樹脂5bでそれぞれ封止する構造としている。ここで、本実施形態において、エポキシ樹脂を採用したのは、例えば、シリコン系樹脂は、水素ガスの燃焼触媒と反応して触媒を劣化させるおそれがあるからである。
なお、検出部については、特に封止する構成としていないが、エポキシ樹脂等で封止してもよいし、絶縁被覆等で封止されていればそれでもよい。
オフガス流通管11は、パイプ状であって、このオフガス流通管11の上部には、外周面から内周面に向かって垂直に貫通孔11bが形成され、この貫通孔11bには、ガス導入部30を構成する筒状部32が内嵌されている。また、取付座11aは、オフガス流通管11の外周面の上部に設けられ、取付座11aの上面は、水平面に形成され、ケース21のフランジ部21aが固着される(図2を併せて参照)。
前記回路部20のケース21は、平面視で矩形状をなし、オフガス流通管11に沿った長手方向の両端面には、オフガス流通管11に固着するためのフランジ部21aが形成され、このフランジ部21aには取付穴21bが設けられている。この取付穴21bに取付ねじ23を挿通して回路部20をオフガス流通管11の取付座11aに固着している。
一方、筒状部32の内周面側には、円筒状に形成された周壁部33が装着され、この周壁部33で囲まれた空間が被検出ガスのガス検知室31を形成している。
また導入口32aには、周壁部33に内嵌された防水のための撥水フィルタ34が設けられており、水滴状の水が検知室31内に侵入するのを防止している。
オフガス流通管11内をオフガス(被検出ガス)が流通すると、導入口32aから撥水フィルタ34を通過して、検出部2までオフガスが浸入する。
したがって、通電部3は、保持板4から下側および上側に突出した部分がオフガスにさらされることになる。燃料電池から排出されるこのオフガスには、多量の水および水蒸気が含まれており、前記撥水フィルタ34で大半は除去できるが、水蒸気化された水分は検知室31まで浸入し結露して、通電部3の腐食または漏電を惹き起こすおそれがある。
そこで、本実施形態においては、保持板4の一方の面4cから下側に突出した通電部3の突出部分3aをエポキシ樹脂5aで封止するとともに、保持板4の他方の面4dから上側に突出した部分にあっては、保持板4の他方の面4dと保持板4の被取付面(回路基板22の下面22a)の間の部分をエポキシ樹脂5bで封止して、通電部3とオフガスとの接触を阻止して、通電部3をオフガスから完全に遮断している。
このように、通電部3をオフガス(被検出ガス)から遮断すれば、燃料電池から排出されるオフガスのように多量の水および水蒸気が含まれている場合であっても、通電部3の腐食または漏電を防止して、安定した感度を継続して保持することができ、信頼性が高く、寿命の長いガスセンサを得ることができる。
図5は、本発明の変形例に係る保持板の上側の構成を説明するための斜視図である。図5に示すように、保持板4の上面には、保持板4を貫通するピン状の通電部3が突出している。そして、この通電部3の周囲を取り囲むようにして、絶縁部材としてのエポキシ樹脂5bがリング状に塗布されている。
一方、保持板の上側には、前記実施形態と同様に、保持板4の上面4dに対面して、保持板4の被取付面である回路基板22の下面22aが配置される。そして、保持板4の上面4dと回路基板22の下面22aとがエポキシ樹脂5bを介して密着して固定することで、通電部3を封止することができる。
このように、通電部3の周囲を取り囲むように絶縁部材5を配設しても、通電部3とオフガスとを遮断することができる。要するに、通電部3がオフガスから遮断されるように通電部3を封止する構造であればよい。
例えば、本実施形態においては、ガスセンサの通電部をリング状に形成された保持板に貫通させて構成したが、これに限定されるものではなく、保持板を設けなくともよいし、保持板はリング状のものに限定されることもない。
また、本発明の実施形態では、水素ガス濃度を検出するガスセンサを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、NOX,SOX、硫化水素、一酸化炭素などであってもよい。また、本実施形態では、検出部と回路部が近接(一体)となっているが、検出部と回路部が分離され、検出部と回路部とを絶縁ケーブルで接続する構成であってもよい。
2 検出部
2a 検出素子
2b 補償素子
3 通電部
4 保持板
5 封止材
11 オフガス流通管
11a 取付座
11b 貫通孔
20 回路部
21 ケース
22 回路基板
22a 下面(保持板の被取付面)
23 取付ボルト
30 ガス導入部
31 ガス検知室
32 筒状部
33 周壁部
34 撥水フィルタ
35 シールリング
Claims (3)
- 被検出ガス内に設置され、前記被検出ガスを検出する検出部と、
前記検出部からの出力を処理する回路部と前記検出部とを電気的に接続するための通電部と、を有するガスセンサであって、
前記通電部の前記被検出ガス内に位置する部分が絶縁部材で封止されたことを特徴とするガスセンサ。 - 前記通電部は、保持板を貫通したピン状に形成され、
前記検出部は、前記保持板の一方の面側において前記通電部に接続され、
前記保持板の他方の面は、前記保持板の被取付面に対面し、
前記他方の面と前記被取付面の間の部分と、前記一方の面側から突出した前記通電部の突出部分とが、前記絶縁部材で封止されたことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。 - 前記絶縁部材は、エポキシ系樹脂からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガスセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004346822A JP4430520B2 (ja) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004346822A JP4430520B2 (ja) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | ガスセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006153737A true JP2006153737A (ja) | 2006-06-15 |
JP4430520B2 JP4430520B2 (ja) | 2010-03-10 |
Family
ID=36632216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004346822A Expired - Fee Related JP4430520B2 (ja) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | ガスセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4430520B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009168535A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Riken Keiki Co Ltd | ガス検出器の製造方法 |
KR101229047B1 (ko) | 2010-07-28 | 2013-02-06 | (주)문화지엔코 | 방폭구조를 갖는 가스감지기 |
JP2014002134A (ja) * | 2012-05-24 | 2014-01-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
-
2004
- 2004-11-30 JP JP2004346822A patent/JP4430520B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009168535A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Riken Keiki Co Ltd | ガス検出器の製造方法 |
KR101229047B1 (ko) | 2010-07-28 | 2013-02-06 | (주)문화지엔코 | 방폭구조를 갖는 가스감지기 |
JP2014002134A (ja) * | 2012-05-24 | 2014-01-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4430520B2 (ja) | 2010-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100981117B1 (ko) | 가스 센서 | |
US20040095127A1 (en) | Apparatus for measuring current density of fuel cell | |
JP4585402B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP4606948B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2006153598A (ja) | ガス検出装置およびガス検出素子の制御方法 | |
JP2012242303A (ja) | ガスセンサ | |
JP2008282714A (ja) | 燃料電池システム | |
US7104110B2 (en) | Control device used for a gas sensor | |
US7416651B2 (en) | Gas sensor | |
JP2010019732A (ja) | ガスセンサ | |
JP4430520B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP4649285B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP4602124B2 (ja) | ガス検出装置 | |
JP4021827B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2010237007A (ja) | ガスセンサ | |
JP2005091321A (ja) | ガスセンサの制御装置 | |
US7537737B2 (en) | Installation structure for gas sensor | |
JP2008164305A (ja) | 電気化学式センサ、対象ガス監視装置、及び、電気化学式センサの濃度検出方法 | |
JP3844723B2 (ja) | ガスセンサの結露防止構造 | |
US7416797B2 (en) | Monitor device for fuel cell | |
JP2008101923A (ja) | 電気化学式センサ | |
JP2005183296A (ja) | 燃料電池 | |
JP3857218B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP4131801B2 (ja) | 燃料電池システムに具備される水素センサの劣化検知方法 | |
US20240085365A1 (en) | Sensors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081001 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081021 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081222 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090630 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090929 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20091002 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20091028 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091208 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091217 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4430520 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131225 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |