JP2006194781A

JP2006194781A - 水素炎イオン化式ガス検知器

Info

Publication number: JP2006194781A
Application number: JP2005007883A
Authority: JP
Inventors: Yukio Nakamura; 幸男中村; Tetsuya Iijima; 鉄也飯島
Original assignee: Riken Keiki KK
Current assignee: Riken Keiki KK
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】水素炎を安定した燃焼状態で形成することができると共にサンプルガスを水素炎に十分に接触させることができ、従って、所期のガス検知を安定して行うことができる可搬型の水素炎イオン化式ガス検知器を提供すること。
【解決手段】水素炎イオン化式ガス検知器は、燃焼室内において、水素炎ノズルより噴出される水素ガスに点火して水素炎を形成し、サンプルガスをサンプルガスノズルによって燃焼室内に供給して当該水素炎に接触させることにより熱分解し、これにより生ずるイオン電流を検出することにより炭化水素ガスの濃度を検知する、可搬型のものであって、燃焼室には、多孔質体よりなるガス拡散部材が配置されており、サンプルガスがガス拡散部材を介して燃焼室に供給される構成とされている。
【選択図】図３

Description

本発明は、水素炎イオン化式ガス検知器に関し、詳しくは、検出者によって携行されて使用される可搬型の水素炎イオン化式ガス検知器に関するものである。

従来から、例えば炭化水素ガスの濃度を検知する方法の一として、例えば炭化水素ガスの気体分子を水素炎中でイオン化してイオン電流を検出し、その検出結果に基づいて炭化水素ガスの濃度を検知する方式が利用されている。

このような検知方式を利用した、いわゆる水素炎イオン化式ガス検知器としては、種々の構成のものが提案されており、例えば、図７に示すように、燃焼室を構成する検出器槽９１を備えてなり、この検出器槽９１内に、可燃性ガス（燃焼ガス）である水素ガスと試料ガスとの混合ガスを検出器槽９１内に供給するノズル９２が混合ガスが上方に向かって噴出される姿勢で配置されると共に、２枚の電極板９３Ａ、９３Ｂが水素ガスが点火されることによって形成される水素炎９５を挟んで対向して配置された構成のものが知られている（例えば特許文献１参照。）。図７において、９６は、燃焼生成物が排出されるガス排出口であり、９７は、燃焼を補助する例えば空気などの補助ガスを導入するための補助ガス導入口である。
この水素炎イオン化式ガス検知器９０においては、所定の大きさの電圧が電極板９３Ａ、９３Ｂに印加される構成とされており、混合ガスにおける試料ガスが水素炎９５によって熱分解されることによって両電極９３Ａ、９３Ｂ間にイオン電流が流れ、この電流値が検出されることにより試料ガスの濃度が検知される。
特開２００４−２８８５１号公報

而して、このような水素炎イオン化式ガス検知器においては、例えば作業領域などにおいて、その場でガス検知を行うことが必要とされる場合も少なくないことなどから、可搬型のものが提案されており、例えば地中に埋設された導管および供給管からのガス漏洩検査などに用いられている。
そして、水素炎イオン化式ガス検知器を可搬型のものとして構成する場合においては、ガス検知器を携行する検出者の姿勢等の作業条件によって、水素炎の燃焼状態が不安定になりやすく、所期のガス検知を安定的に行うことが困難になることがあることから、水素炎を安定して形成することが必要とされると共に、サンプルガスを水素炎に十分に接触させることが必要とされる。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、可搬型の水素炎イオン化式ガス検知器であって、水素炎を安定した燃焼状態で形成することができると共にサンプルガスを水素炎に十分に接触させることができ、従って、高い検知精度を得ることができ、所期のガス検知を安定して行うことができる水素炎イオン化式ガス検知器を提供することを目的とする。

本発明の水素炎イオン化式ガス検知器は、燃焼室内において、水素炎ノズルより噴出される水素ガスに点火して水素炎を形成し、サンプルガスをサンプルガスノズルによって燃焼室内に供給し、サンプルガスを当該水素炎に接触させることにより熱分解し、これにより生ずるイオン電流を検出することによりサンプルガスに含まれる炭化水素ガスの濃度を検知する、可搬型のものであって、
燃焼室には、多孔質体よりなるガス拡散部材が配置されており、サンプルガスがガス拡散部材を介して燃焼室に供給されることを特徴とする。

本発明の水素炎イオン化式ガス検知器においては、ガス拡散部材がフッ素樹脂の焼結体により構成されていることが好ましい。

また、本発明の水素炎イオン化式ガス検知器においては、燃焼室を形成する下壁には、サンプルガスノズルのサンプルガス噴出口が開口するサンプルガス拡散室が形成されており、このサンプルガス拡散室内に、ガス拡散部材が水素炎ノズルが貫通する状態で配置されており、サンプルガスがサンプルガス拡散室で拡散された後、ガス拡散部材を介して燃焼室に供給される構成とされていることが好ましい。

本発明の水素炎イオン化式ガス検知器によれば、サンプルガスが多孔質体よりなるガス拡散部材の作用によってガス拡散部材の肉厚中で拡散されて水素炎ノズルの全周囲から供給されるので、サンプルガスを水素炎に対して十分に接触させて確実に熱分解させることができる結果、高い検知精度を得ることができ、従って、所要のガス検知を安定して行うことができる。
また、サンプルガスがガス拡散部材を介して供給されることにより、サンプルガスのガス流の流速によって水素炎が消炎されることを確実に防止することができるので、ガス検知器に安定した動作が得られる。
さらに、ダストフィルターとしての機能が発現されるので、サンプルガスに含まれる塵埃等によって検知精度が低下することを確実に防止することができる。

また、ガス拡散部材を構成する材質としてフッ素樹脂の焼結体が用いられていることにより、フッ素樹脂の焼結体それ自体が高い絶縁性と撥水特性を有するものであるので、例えば、測定中において燃焼室の内面に水滴が付着することによりリーク電流を引き起し、不安定な動作になりやすくなる、という問題が生ずることを確実に防止することができ、従って、ゼロ点変動が少なく極めて安定したものとして構成することができ、これにより、所要のガス検知を高い精度で一層確実に行うことができる。

さらに、サンプルガスをサンプルガス拡散室で一旦拡散した後、ガス拡散部材を介して燃焼室に供給する構成とされていると共に、ガス拡散部材が水素炎ノズルが貫通する状態で設けられていることにより、水素炎ノズルの実質的に直下の位置からサンプルガスが水素炎ノズルの全周囲に拡散された状態で供給されるので、一層確実に、サンプルガスを水素炎に接触させることができ、所期のガス検知を更に安定して行うことができる。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の水素炎イオン化式ガス検知器の一例における、ガス検知器本体の構成の概略を示す説明図である。
１０はガス検知器本体であって、人が背負って携行することのできる、いわば「ランドセル型」の箱状のケーシング１１を備えている。本明細書において定義する方向は、立っている人が当該ガス検知器本体１０を背負ったときの状態に基づくものである。
ケーシング１１の内部における上方部には、２本の棒状の可充電型電池１２Ａが各々上下方向に延びるよう並んで配置されてなる電池室１２が形成されていると共に、電池室１２の一側（図１において右側）に、信号処理回路および電源供給回路を備えた制御部１３、並びに水素炎イオン化式のガス検知部３０が配置され、電池室１２の他側（図１において左側）に、燃焼ガスである水素ガスをガス検知部３０に供給するための水素ガスボンベ２０が配置されている。

また、ケーシング１１の内部における下方部には、水素ガスボンベ２０と並行に上下方向に延びる水素ガス供給流路形成部分１５Ａを介して水素ガスボンベ２０に接続されると共に、ケーシング１１の側壁に向かって横方向外方に延び、ガス検知部３０の下方位置より上方に向かって延びる水素ガス供給流路形成部分１５Ｂを介してガス検知部３０に接続された、水素ガスの供給量を調整する流量調整バルブ１５、およびガス検知器本体１０の一側に設けられたサンプルガス導入用コネクター部１６に接続されると共にサンプルガス供給流路１７Ａを介してガス検知部３０に接続されたサンプルガス吸引ポンプ１７が配置されている。
このガス検知器本体１０においては、燃焼ガスである水素ガスとサンプルガス（測定ガス）とが分離された状態でガス検知部３０に供給される構造とされている。

水素ガスボンベ２０は、頚部２１Ａを形成する筒状部分と、この頚部２１Ａに連続する当該頚部２１Ａより大径の胴部２１Ｂを形成する有底筒状部分とにより構成された耐圧容器２１を備え、この耐圧容器２１内に、水素ガス供給源である例えば粉末状（粒状）の水素吸蔵合金（図示せず）が充填されてなるものである。以下、「水素吸蔵合金ボンベ２０」という。水素吸蔵合金ボンベ２０内の水素ガス圧は、通常の条件すなわち常温常圧環境下において、例えば１ＭＰａ程度とされている。
そして、耐圧容器２１の頚部２１Ａには、水素ガス供給用ガス流路を開閉して水素ガスの供給をＯＮ−ＯＦＦする図示しない水素ガス供給用バルブ機構が、頚部２１Ａの内周面に形成された例えばネジ溝に螺合されて一体的に装着されており、水素ガス供給用ガス流路を開閉する機能部が耐圧容器２１の頚部２１Ａ内に収容された状態とされている。

このガス検知器においては、水素吸蔵合金ボンベ２０から噴出された１ＭＰａ程度の高圧状態の水素ガスを適正な大きさのガス圧、例えば０．０５〜０．３ＭＰａに減圧した状態で供給するための圧力調整器２５が配置されている。
圧力調整器２５の出口部分には、二次圧力計２６が接続されており、水素ガスのガス検知部３０に対するガス供給圧力の監視が行われ、その監視結果に基づいて流量調整バルブ１５の開閉状態の制御が行われる。

図１において、２７は、水素吸蔵合金ボンベ２０に一体的に装着された水素ガス供給用バルブ機構を開閉する水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブであって、この水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブ２７が検出者によって押しまわされることにより水素ガス供給用バルブ機構が開状態とされて水素ガスが水素吸蔵合金ボンベ２０より噴出される。
２８は、水素ガス供給用バルブ機構を開閉する水素ガス供給動作と連動してガス検知器本体１０の電源スイッチをＯＮ−ＯＦＦするガス検知器本体起動用のスイッチ手段であるマイクロスイッチである。

以下、本発明のガス検知器におけるガス検知部の構成について詳細に説明する。
図２は、本発明のガス検知器におけるガス検知部の一例における構成の概略を示す横断断面図、図３は、図２に示すガス検知部のＡ−Ａ断面図、図４は、図２に示すガス検知部のＢ−Ｂ断面図、図５は、図２に示すガス検知部のＣ−Ｃ断面図、図６は、図２に示すガス検知部の下面図である。
このガス検知部３０は、上端が開口する空間部を有する有底筒状のセンサーケース本体３１を備え、このセンサーケース本体３１の上端開口部３１Ａには、中央にガス排出用開口３２Ａが形成された上面側ケーシング部材３２がセンサーケース本体３１の上端開口を覆うよう、例えばセンサーケース本体３１の外周面にねじ込み式に着脱自在に装着されている。

そして、センサーケース本体３１の上端面と上面側ケーシング部材３２の内面との間には、円板状の不燃性のガス透過性カバー板３５がセンサーケース本体３１の上端開口部３１Ａを塞ぐよう、上面側ケーシング部材３２におけるガス排出用開口３２Ａの開口縁部に接触保持された状態で、設けられており、センサーケース本体３１の空間部を形成する円筒状の周壁３１Ｂとガス透過性カバー板３５とによって燃焼室Ｓが形成されている。上面側ケーシング部材３２がセンサーケース本体３１に対して着脱自在に装着されていることにより、目詰まり等がガス透過性カバー板３５に生じてその機能が低下した場合であっても、上面側ケーシング部材３２を取り外すことによって容易に交換することができ、安定した動作状態を維持することができる。

ガス透過性カバー板３５は、例えばステンレス鋼粉末の焼結体により構成されており、十分なガス透過性が得られると共に、水素炎の火炎逸走が確実に防止されて十分に高い防爆性が得られるという理由から、ポアサイズが例えば４０〜１２０μｍであり、厚みが例えば２〜３ｍｍであるものとされていることが好ましい。

センサーケース本体３１の底壁３１Ｃにおける中央位置には、上方に開口する水素ガス噴出用孔４１Ａが形成された水素ガス噴出ヘッド４１を先端部に有する水素炎ノズル４０が、その水素ガス噴出ヘッド４１が燃焼室Ｓの内部空間に突出し、水素ガスが上方に向かって噴出される姿勢で、配設されている。そして、水素ガス噴出ヘッド４１を保持する筒状の保持部材４２がセンサーケース本体３１の肉厚中を貫通してセンサーケース本体３１の軸に沿って下方に延び、基端部分４３がセンサーケース本体３１における水素炎ノズル装着部５１に例えば螺合されて着脱自在に装着されている。８０は、センサーケース本体３１と水素炎ノズル４０との接続部における気密性を確保するための気密シール部材である。

水素ガス噴出ヘッド４１は、燃焼室Ｓ内に噴出される水素ガスの流量調整機能および整流機能を有し、水素ガス噴出用孔４１Ａの開口径は例えば０．２〜０．３ｍｍとされることが好ましい。水素ガス噴出ヘッド４１における水素ガス噴出用孔４１Ａを介して水素ガスを噴出する構成とされていることにより、ガス流を確実に安定させることができると共に、水素炎を安定した燃焼状態で形成することができ、しかも、後述する熱電対の先端検知部が水素炎およびガス流に接触しない状態を確実に得ることができる。

この水素炎ノズル４０における基端部分４３の上端部には、ガス透過性カバー板３５を構成するものと同様の材質、例えばステンレス鋼粉末の焼結体よりなるガス透過性カバー部材４４が設けられている。このガス透過性カバー部材４４は、ダストフィルターとしての機能を有し、ポアサイズが例えば１２０μｍであり、厚みが２ｍｍ以上例えば２〜２．５ｍｍであるものである。水素ガスがガス透過性カバー部材４４を介して供給されることにより、水素炎による火炎が水素炎ノズル４０を介して伝播することを確実に防止することができる結果、高い安全性を得ることができ、しかも、水素ガスに含まれる塵埃等によって検知精度が低下することを確実に防止することができる。

センサーケース本体３１の底壁３１Ｃには、水素炎ノズル４０を中心とする断面円形状の凹所３６が形成されており、この凹所３６内には、絶縁性を有する多孔質体例えばフッ素樹脂の焼結体よりなるガス拡散部材３７が水素炎ノズル４０が貫通する状態で設けられている。このガス拡散部材３７は、ダストフィルターとしても機能するものである。
そして、凹所３６内におけるガス拡散部材３７の下方位置には、サンプルガス拡散室３８を形成する空間部が形成されており、サンプルガスをサンプルガス拡散室３８に一旦拡散させた状態で燃焼室Ｓに供給される。

水素炎ノズル４０と径方向にわずかに離間して並んだ位置には、サンプルガスを導入するサンプルガスノズル４５が、センサーケース本体３１の下面より挿入されて水素炎ノズル４０と並行に上方に延びるよう配置されており、基端部分４６がセンサーケース本体３１におけるサンプルガスノズル装着部５２に例えば螺合されて着脱自在に装着されている。８１は、サンプルガスノズル４５とセンサーケース本体３１との接続部における気密性を確保するための気密シール部材である。

そして、サンプルガスノズル４５の上方に形成されるテーパー状の空間部４７には、水素炎ノズル４０の先端を向く指向状態に傾斜する貫通孔４８が形成されており、センサーケース本体３１における空間部４７および貫通孔４８が利用されて、サンプルガス拡散室３８に開口するサンプルガス噴出口４８Ａを有するサンプルガス噴出用ノズル部分４９が形成されている。ここに、サンプルガス噴出用ノズル部分４９の、サンプルガスノズル４５の中心軸に対する傾斜角θの大きさは、例えば２０〜３０度とされている。
サンプルガス噴出用ノズル部分４９が水素炎ノズル４０の先端を向く指向状態に傾斜していることにより、サンプルガスを水素炎ノズル４０を中心として傾斜した分布状態で燃焼室Ｓに供給することができるので、サンプルガスを水素炎に対して十分に接触させて確実に熱分解させることができる。

このサンプルガスノズル４５の上端部には、ガス透過性カバー板３５を構成するものと同様の材質、例えばステンレス鋼粉末の焼結体よりなるガス透過性カバー部材５０が設けられている。このガス透過性カバー部材５０は、ダストフィルターとしての機能を有し、ポアサイズが例えば１２０μｍであり、厚みが２ｍｍ以上例えば２〜２．５ｍｍであるものである。サンプルガスがガス透過性カバー部材５０を介して供給されることにより、水素炎による火炎がサンプルガスノズル４５を介して伝播することを確実に防止することができる結果、高い安全性を得ることができ、しかも、サンプルガスに含まれる塵埃等によって検知精度が低下することを確実に防止することができる。

燃焼室Ｓ内における水素炎ノズル４０の直上の位置には、サンプルガスが水素炎によって熱分解されることにより発生するイオンを検出するための例えばリング状のコレクタ電極５５がその中央貫通孔５６が水素炎ノズル４０の水素ガス噴出ヘッド４１に対向する状態で配設されている。
コレクタ電極５５の中央貫通孔５６は、例えば下方に向かうに従って拡がるテーパー状とされており、これにより、コレクタ電極５５それ自体を水素炎およびガス流に対して一層高い整流作用を有するものとして構成することができる。
コレクタ電極５５は、例えばＳＵＳ３１６、インコネルにより構成されており、中央貫通孔５６の上面側の開口径の大きさ（直径）が例えば２〜２．８ｍｍ、下面側の開口径の大きさ（直径）が例えば６〜８ｍｍとされていることが好ましい。このようなテーパー状の中央貫通孔５６を有することにより、水素炎およびガス流に対する所期の整流作用を一層確実に得ることができる。

５７は、コレクタ電極５５を支持する略Ｌ字型のロッド状のコレクタ電極支持部材であって、下端部分５７Ａがセンサーケース本体３１の底壁３１Ｃに形成された支持部材装着用貫通孔内に上方から挿入されて水素炎ノズル４０と並行に下方に延び、センサーケース本体３１の肉厚中に配置されたソケット式装着用部材５８に着脱自在に装着されている。８４は、センサーケース本体３１とコレクタ電極支持部材５７との接続部における気密性を確保するための気密シール部材である。
コレクタ電極５５と水素炎ノズル４０の先端との離間距離の大きさは、例えば２．５〜３ｍｍに設定されている。これにより、水素炎およびガス流に対するコレクタ電極５５それ自体の整流作用を確実に得ることができる。

６０は、水素炎ノズル４０に対して径方向に離間した位置に配置された点火手段であって、通電されることにより赤熱して水素ガスを点火するフィラメントコイル６１と、互いに径方向に並んだ位置に配置された、各々先端部がフィラメントコイル６１の端部に接続された２本のロッド状のリード棒６２Ａ、６２Ｂと、フィラメントコイル６１およびリード棒６２Ａ、６２Ｂの先端部を覆うよう設けられた、フィラメントコイル６１に対する付着物を防ぐためのカバー部材６３とにより構成されている。
そして、径方向外方側に位置されるリード棒６２Ａは、先端部が内方側のリード棒６２Ｂの直上に位置されるよう径方向内方側に向かって弧状に湾曲しており、これにより、フィラメントコイル６１が水素炎ノズル４０と並行に上下方向に延びる状態とされている。リード棒６２Ａ、６２Ｂの下端部は、センサーケース本体３１の底壁３１Ｃを貫通して下方に延び、センサーケース本体３１の肉厚中に配置されたソケット式装着用部材６４に着脱自在に装着されている。
ソケット式装着用部材６４は、ピン部材６４Ａがプリント回路基板６５を貫通して下方に延び、プリント回路基板６５にその下面側で一体に固定されて、設けられている。

７０は、水素炎ノズル４０における水素ガス噴出ヘッド４１に所定の大きさの電圧例えば−７０Ｖを印加する電圧印加手段であって、水素炎ノズル４０と径方向に離間した位置において、適宜の絶縁部材に被覆された状態で、センサーケース本体３１の肉厚中を貫通して下方に延びるよう設けられたロッド状のリード棒７１と、このリード棒７１の先端部分に設けられた、水素炎ノズル４０における水素ガス噴出ヘッド４１とリード棒７１とを電気的に接続する導電部材７２とを備えている。
リード棒７１は、センサーケース本体３１における電圧印加手段装着部５３に例えば螺合されて着脱自在に装着されている。
コレクタ電極５５は例えば接地電位状態に維持されていることから、水素ガス噴出ヘッド４１に印加される電圧により、所定の大きさのバイアス電位がコレクタ電極５５と水素炎ノズル４０との間に印加される。ガス流に沿った方向の電界が形成されることにより、水素炎の作用によって発生されるイオンを確実にコレクタ電極５５によって検出することができる。
８２は、センサーケース本体３１とリード棒６１との接続部における気密性を確保するための気密シール部材である。

７５は、水素炎の燃焼状態を検知確認するための例えばサーミスタよりなる先端検知部７５Ａを有する熱電対であって、先端検知部７５Ａが、水素炎ノズル４０の先端すなわち水素ガス噴出ヘッド４１とコレクタ電極５５との間のレベル位置であって、水素炎に接触しないよう位置された状態で、配設されている。具体的には、例えば、先端検知部７５Ａの、水素炎ノズル４０の中心軸に対する径方向の離間距離の大きさが例えば１．５〜２ｍｍ、先端検知部７５Ａと水素ガス噴出ヘッド４１との間の上下方向における離間距離の大きさαが例えば０．２〜０．６ｍｍ、先端検知部７５Ａと水素ガス噴出ヘッド４１との最近接距離βの大きさが例えば１．２〜１．７ｍｍとされている。熱電対７５が水素炎ノズルに対してこのような位置関係で配置されていることにより、十分な感度が得られ、水素炎の燃焼状態を速やかにかつ正確に検知することができると共に、先端検知部７５Ａが水素炎およびガス流に接触しない状態を確実に得ることができる。
７６は、熱電対７５が内部に挿通された状態でこれを支持する熱電対支持部材であって、センサーケース本体３１の底壁３１Ｃを貫通して下方に延びるよう配設され、気密シール部材８３によって気密にシールされた状態で、センサーケース本体３１における熱電対装着部５４に例えば螺合されて装着されている。

コレクタ電極支持部材５７、点火手段６０、電圧印加手段７０および熱電対７５は、水素炎ノズル４０を中心とする例えば同心円上の位置であって、互いに周方向に対して９０度の等角度間隔で離間した位置に配設されている。これにより、各々の構成部材が他の構成部材の機能に悪影響を与えることがなく、水素炎イオン化式ガス検知器の本来の性能が低下することを防止することができる。

上記構成の水素炎イオン化式ガス検知器は、例えば測定個所におけるサンプルガス（測定ガス）を導入するためのサンプルガス採取用ノズル（図示せず）をガス検知器本体１０のサンプルガス導入用コネクター部１６に接続した後、検出者がガス検知器本体１０を背負い、サンプルガス採取用ノズルを持った状態で、測定個所において検出者に携行されて使用される。

ガス検知動作を開始するに際しては、先ず、検出者によって、水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブ２７が押し回されることにより、水素ガス供給用バルブ機構が開状態とされて水素ガスが所定の供給量でガス検知部３０に供給されると共に、マイクロスイッチ２８が水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブ２７によって押圧されることによってガス検知器本体１０の電源スイッチがＯＮとされ、サンプルガスがサンプルガス吸引ポンプ１７により吸引されてガス検知部３０に所定の供給量で供給される。

ガス検知部３０においては、水素炎ノズル４０における水素ガス噴出ヘッド４１の作用によって流量が調整されると共に整流された状態で上向きに噴出される水素ガスが点火手段６０におけるフィラメントコイル６１によって点火されることにより水素炎が形成された状態において、サンプルガスが、サンプルガスノズル４５によってサンプルガス拡散室３８の内部空間に噴出されて一旦拡散された後、ガス拡散部材３７を介して燃焼室Ｓ内に供給される。ここに、水素炎が形成された後には、フィラメントコイル６１は消勢される。また、水素炎は、例えばコレクタ電極５５における中央貫通孔５６内を挿通して上方に延びる状態で形成される。
一方、電圧印加手段７０によって適正な大きさに制御された電圧が水素炎ノズル４０の水素ガス噴出ヘッド４１に印加されることによって、コレクタ電極５５が接地電位状態に維持されていることから、水素炎ノズル４０とコレクタ電極５５との間にバイアス電位が印加される。
そして、燃焼室Ｓ内に供給されたサンプルガスが水素炎に接触されて熱分解され、これにより発生したイオンがコレクタ電極５５に誘引されて、コレクタ電極５５によってイオンの量が電流値として検出される。コレクタ電極５５による検出結果に基づいてサンプルガス中に含まれる炭化水素ガス濃度が検知され、その結果がサンプルガス採取用プローブの表示部に表示される。

而して、上記構成の水素炎イオン化式ガス検知器によれば、サンプルガスが多孔質体よりなるガス拡散部材３７の作用によってガス拡散部材３７の肉厚中で拡散されて水素炎ノズル４０の全周囲から供給されるので、サンプルガスを水素炎に対して十分に接触させて確実に熱分解させることができる結果、高い検知精度を得ることができ、従って、所期のガス検知を安定して行うことができる。
また、サンプルガスがガス拡散部材３７を介して供給されることにより、サンプルガスのガス流の流速によって水素炎が消炎されることを確実に防止することができるので、ガス検知器に安定した動作が得られる。
さらに、ダストフィルターとしての機能が発現されるので、サンプルガスに含まれる塵埃等によって検知精度が低下することを防止することができる。

また、ガス拡散部材３７を構成する材質としてフッ素樹脂の焼結体が用いられていることにより、フッ素樹脂の焼結体それ自体が高い絶縁性と撥水特性を有するものであるので、例えば、測定中において燃焼室Ｓの内面に水滴が付着することによりリーク電流を引き起し、不安定な動作になりやすくなる、という問題が生ずることを確実に防止することができ、従って、ゼロ点変動が少なく極めて安定したものとして構成することができ、これにより、所期のガス検知を高い精度で一層確実に行うことができる。

さらに、サンプルガスをサンプルガス拡散室３８で一旦拡散した後、ガス拡散部材３７を介して燃焼室Ｓに供給する構成とされていると共に、ガス拡散部材３７が水素炎ノズル４０が貫通する状態で設けられていることにより、水素炎ノズル４０の実質的に直下の位置からサンプルガスが水素炎ノズル４０の全周囲に拡散された状態で供給されるので、一層確実に、サンプルガスを水素炎に接触させることができ、所期のガス検知を更に安定的に行うことができる。

また、コレクタ電極支持部材５７、点火手段６０、電圧印加手段７０および熱電対７５がセンサーケース本体３１に対して着脱自在に装着されていることにより、サンプルガスの分解付着物による燃焼室Ｓの汚れの清掃を容易にかつ確実に行うことができ、また、各構成部材の交換も極めて容易に行うことができるので、例えばサンプルガスの分解付着物がコレクタ電極５５に付着した状態であれば、絶縁性が高くなって検出精度が低下する、という問題が生じることを確実に防止することができ、従って、水素炎イオン化式ガス検知器を安定した動作状態が得られる状態に維持することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、ガス検知結果を表示する表示部がガス検知器本体に設けられた構成、あるいは、測定中において水素炎が消炎したこと、あるいは、測定個所における雰囲気が危険な状態にあることなどを報知するための警報報知機構が設けられた構成とすることができる。また、上記実施形態においては、ガス検知器本体が検出者によって背負われて使用される場合について説明したが、適宜の装着具によってガス検知器本体を肩に吊り下げた状態で使用しても、例えばガス検知器本体載置用の手押し車を用い、地上を走行させて使用してもよい。

本発明の水素炎イオン化式ガス検知器の一例における、ガス検知器本体の構成の概略を示す説明図である。本発明のガス検知器におけるガス検知部の一例における構成の概略を示す横断断面図である。図２に示すガス検知部のＡ−Ａ断面図である。図２に示すガス検知部のＢ−Ｂ断面図である。図２に示すガス検知部のＣ−Ｃ断面図である。図２に示すガス検知部の下面図である。従来における水素炎イオン化式ガス検知器における構成の概略を示す説明用断面図である。

符号の説明

１０ガス検知器本体
１１ケーシング
１２電池室
１２Ａ可充電型電池
１３制御部
１５流量調整バルブ
１５Ａ水素ガス供給流路形成部分
１５Ｂ水素ガス供給流路形成部分
１６サンプルガス導入用コネクター部
１７サンプルガス吸引ポンプ
１７Ａサンプルガス供給流路
２０水素ガスボンベ（水素吸蔵合金ボンベ）
２１耐圧容器
２１Ａ頚部
２１Ｂ胴部
２５圧力調整器
２６二次圧力計
２７水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブ
２８マイクロスイッチ
３０ガス検知部
３１センサーケース本体
３１Ａ上端開口部
３１Ｂ周壁
３１Ｃ底壁
３２上面側ケーシング部材
３２Ａガス排出用開口
３５ガス透過性カバー板
Ｓ燃焼室
３６凹所
３７ガス拡散部材
３８サンプルガス拡散室
４０水素炎ノズル
４１水素ガス噴出ヘッド
４１Ａ水素ガス噴出用孔
４２保持部材
４３基端部分
４４ガス透過性カバー部材
４５サンプルガスノズル
４６基端部分
４７空間部
４８貫通孔
４８Ａサンプルガス噴出口
４９サンプルガス噴出用ノズル部分
５０ガス透過性カバー部材
５１水素炎ノズル装着部
５２サンプルガスノズル装着部
５３電圧印加手段装着部
５４熱電対装着部
５５コレクタ電極
５６中央貫通孔
５７コレクタ電極支持部材
５７Ａ下端部分
５８ソケット式装着用部材
６０点火手段
６１フィラメントコイル
６２Ａ、６２Ｂリード棒
６３カバー部材
６４ソケット式装着用部材
６４Ａピン部材
６５プリント回路基板
７０電圧印加手段
７１リード棒
７２導電部材
７５熱電対
７５Ａ先端検知部
７６熱電対支持部材
８０気密シール部材
８１気密シール部材
８２気密シール部材
８３気密シール部材
８４気密シール部材
９０水素炎イオン化式ガス検知器
９１検出器槽
９２ノズル
９３Ａ、９３Ｂ電極板
９５水素炎
９６ガス排出口
９７補助ガス導入口

Claims

燃焼室内において、水素炎ノズルより噴出される水素ガスに点火して水素炎を形成し、サンプルガスをサンプルガスノズルによって燃焼室内に供給し、サンプルガスを当該水素炎に接触させることにより熱分解し、これにより生ずるイオン電流を検出することによりサンプルガスに含まれる炭化水素ガスの濃度を検知する、可搬型の水素炎イオン化式ガス検知器であって、
燃焼室には、多孔質体よりなるガス拡散部材が配置されており、サンプルガスがガス拡散部材を介して燃焼室に供給されることを特徴とする水素炎イオン化式ガス検知器。
ガス拡散部材がフッ素樹脂の焼結体よりなることを特徴とする請求項１に記載の水素炎イオン化式ガス検知器。
燃焼室を形成する下壁には、サンプルガスノズルのサンプルガス噴出口が開口するサンプルガス拡散室が形成されており、このサンプルガス拡散室内に、ガス拡散部材が水素炎ノズルが貫通する状態で配置されており、サンプルガスがサンプルガス拡散室で拡散された後、ガス拡散部材を介して燃焼室に供給されることを特徴とする請求項１また請求項２に記載の水素炎イオン化式ガス検知器。