JP2006250569A - Filter for gas sensor, and catalytic combustion type city gas sensor - Google Patents

Filter for gas sensor, and catalytic combustion type city gas sensor Download PDF

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Shinichi Ochiwa
眞一 小知和
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure long-term reliability of a catalytic combustion type city gas sensor, by improving greatly the adsorption removal rate of a poisoning component in the atmosphere lowering detection sensitivity of a gas detection element. <P>SOLUTION: In the catalytic combustion type city gas sensor wherein a filter 6 for the gas sensor having activated carbon filled therein is mounted on the periphery of the gas detection element 1 for detecting combustible gas in the atmosphere, fibrous activated carbon having a peak of a distribution of a pore diameter of the activated carbon in a domain over 1.2 nm is filled as the filter 6 for the gas sensor. Preferably, the fibrous activated carbon having the peak of the distribution of the pore diameter of the activated carbon in the domain over 1.2 nm and subjected to activation treatment advanced until having a specific surface area over 1,500 (m<SP>2</SP>/g) is filled as the filter 6 for the gas sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一般家庭の台所や業務用の厨房などに設置されるガス漏れ警報器に使用される可燃性ガスセンサに関する。   The present invention relates to a flammable gas sensor used for a gas leak alarm installed in a general household kitchen or a commercial kitchen.

更に、本発明は、調理時に使用されるエチルアルコール系の蒸気による誤報を防ぐことを目的に、ガス検知素子の周囲を被うように装着される活性炭を充填したガスセンサ用フィルタに関する。   Furthermore, the present invention relates to a gas sensor filter filled with activated carbon that is mounted so as to cover the periphery of a gas detection element in order to prevent erroneous reporting due to ethyl alcohol-based steam used during cooking.

ガス漏れ警報器に用いられる可燃性ガスセンサには、半導体式ガスセンサや接触燃焼式ガスセンサなどがある。半導体式ガスセンサは、金属酸化物半導体である酸化スズを感ガス体とし、加熱されたセンサ表面に化学吸着した酸素が、可燃性ガスと反応して吸着酸素が脱離する際の抵抗値変化を検知するものである。   Examples of combustible gas sensors used in gas leak alarms include semiconductor gas sensors and catalytic combustion gas sensors. The semiconductor gas sensor uses tin oxide, which is a metal oxide semiconductor, as a gas sensitive body, and changes the resistance when oxygen adsorbed on the heated sensor surface reacts with combustible gas and desorbs adsorbed oxygen. It is something to detect.

また、接触燃焼式ガスセンサは、抵抗温度係数の大きい白金線をコイル状とし、このコイルを埋め込むように酸化触媒をビード状に形成したガス検知素子を有し、その検知原理は、約300〜400℃に加熱されたガス検知素子表面で可燃性ガスが大気中の酸素により酸化反応を起こし、その際に発生する熱によってガス検知素子の温度が上昇し、これによるコイルの抵抗値の増大量をブリッジ回路で増幅して検知するものである。   The catalytic combustion type gas sensor has a gas detection element in which a platinum wire having a large resistance temperature coefficient is coiled, and an oxidation catalyst is formed in a bead shape so as to embed the coil, and the detection principle is about 300 to 400. The flammable gas undergoes an oxidation reaction with oxygen in the atmosphere on the surface of the gas detection element heated to ℃, and the temperature of the gas detection element rises due to the heat generated at that time. It is amplified and detected by a bridge circuit.

ここで、ガス漏れ警報器用のガスセンサでは、ガス検知素子の周囲に活性炭を充填したフィルタキャップが被せられる場合がある。この種のフィルタは、調理の際に用いる味醂やお燗から揮散する蒸気(エチルアルコール)にガス検知素子が感応して、ガス漏れではないのに警報を発するような、いわゆる誤報を防ぐことを目的とする。すなわち、環境中にアルコール蒸気が存在しても、フィルタ部の活性炭がこれを吸着除去することによって誤報を防ぐものである。   Here, in a gas sensor for a gas leak alarm, a filter cap filled with activated carbon may be put around the gas detection element. This type of filter prevents the so-called false alarm that the gas detection element is sensitive to the vapor (ethyl alcohol) evaporating from the miso or porridge used during cooking, and an alarm is issued even if it is not a gas leak. Objective. That is, even if alcohol vapor is present in the environment, the activated carbon in the filter section adsorbs and removes it to prevent false alarms.

一方、ガスセンサ用フィルタに使用される活性炭の形状には種々のものがあり、0.2〜1mm程度の大きさの粒状の活性炭をガスの導入路に一定の厚さとなるように充填したものが一般的であるが、これ以外に、粒状の活性炭をバインダと共に成形して円板状としたり、スポンジ状、あるいは、繊維状の形態の活性炭を使用する場合もある。   On the other hand, there are various types of activated carbon used for the gas sensor filter, in which granular activated carbon having a size of about 0.2 to 1 mm is filled in the gas introduction path so as to have a certain thickness. In general, in addition to this, granular activated carbon is molded with a binder to form a disk, or sponge or fibrous activated carbon may be used.

ここで、成形などによって得られる一体型の活性炭は、充填時の作業性が良かったり、振動による活性炭層の片寄りによるガスの吹き抜けなどが起こりにくいなどの利点がある。   Here, the integrated activated carbon obtained by molding or the like has advantages such as good workability at the time of filling and gas blow-out due to the deviation of the activated carbon layer due to vibration.

一例として、特開平8−159999号公報や、特開平9−5275号公報には、接触燃焼式ガスセンサのフィルタとして、活性炭を円筒状に充填したフィルタが記載されている。   As an example, JP-A-8-159999 and JP-A-9-5275 describe a filter in which activated carbon is filled in a cylindrical shape as a filter of a catalytic combustion type gas sensor.

この円筒状の活性炭は、円筒の外周面からガスが流入するため、円板状の活性炭ではガスの流入方向が円板の上面(端面)からに限定されるのに比べ、実質的なガスの透過面積を数倍大きくすることができる。   In this cylindrical activated carbon, gas flows in from the outer peripheral surface of the cylinder. Therefore, in the case of disk-shaped activated carbon, the gas inflow direction is limited to the upper surface (end surface) of the disk. The transmission area can be increased several times.

前述の接触燃焼式ガスセンサは、ガス検知素子表面で検知対象ガスが定常的に燃焼消費されるため、検知ガスがフィルタを通過してガス検知素子近傍へ供給される際のガス透過性が、ガス感度に大きく影響する。すなわち、円板状の活性炭層の場合に比べ、円筒状活性炭を使用した方が、ガス感度の低下を小さく抑えることができる。   In the above-mentioned catalytic combustion type gas sensor, the gas to be detected is constantly burned and consumed on the surface of the gas detection element. Therefore, the gas permeability when the detection gas passes through the filter and is supplied to the vicinity of the gas detection element is gas. Significantly affects sensitivity. That is, compared with a disk-shaped activated carbon layer, the use of cylindrical activated carbon can suppress a decrease in gas sensitivity.

この円筒状活性炭の素材としては、繊維状活性炭を用い、これを円筒状に一体化したものが最も実用的であると考えられる。その理由は、球状や粒状の活性炭を円筒状に均一に充填するには、この粒状の活性炭を保つためのネット状の容器が必要になってしまい、しかも、その充填作業が極めて煩雑になってしまうからである。   As the material for this cylindrical activated carbon, it is considered that the most practical use is one in which fibrous activated carbon is integrated into a cylindrical shape. The reason for this is that in order to uniformly fill spherical or granular activated carbon into a cylindrical shape, a net-like container is required to keep the granular activated carbon, and the filling operation becomes extremely complicated. Because it ends up.

これに対し、繊維状の素材の活性炭であれば、これをシート状に成形したり、バインダを用いて円筒状に一体成形することが容易であり、粒状活性炭の場合のように活性炭を保持するためのネット状の構造物が不要である。   On the other hand, if the activated carbon is a fibrous material, it can be easily formed into a sheet shape or integrally formed into a cylindrical shape using a binder, and the activated carbon is retained as in the case of granular activated carbon. A net-like structure is not required.

特開平8−159999号公報JP-A-8-159999 特開平9−5275号公報JP-A-9-5275

上述したように、活性炭フィルタを設置する主目的は、台所などで発生するアルコール系の蒸気を吸着して誤報を防ぐことであるが、これ以外の重要な機能として、ガス検知素子の検知感度を低下させるような大気中の被毒成分を吸着除去して、ガスセンサの長期的な信頼性を確保することが挙げられる。   As described above, the main purpose of installing the activated carbon filter is to prevent false alarms by adsorbing alcohol-based vapor generated in the kitchen, but the other important function is to increase the detection sensitivity of the gas detection element. It is possible to adsorb and remove poisoning components in the atmosphere that lower the temperature and to ensure long-term reliability of the gas sensor.

ガス検知素子の検知感度を低下させる成分には、塩素を含む有機系成分や、亜硫酸ガス、硫化水素などの硫黄含有化合物などがあるが、中でも、有機シリコーン系化合物は、ガス検知素子の検知感度を不可逆的に低下させる、いわゆる永久被毒物質とされている。有機シリコーン系化合物の成分は、加熱された触媒素子上で分解し、熱的に安定した酸化珪素(SiO)となって、触媒の活性点を被覆し、検知感度を低下させるとされている。 Components that lower the detection sensitivity of gas detection elements include organic components containing chlorine and sulfur-containing compounds such as sulfurous acid gas and hydrogen sulfide. Among them, organosilicon compounds are sensitive to gas detection elements. It is said to be a so-called permanent poisoning substance that irreversibly lowers. The component of the organosilicone compound decomposes on the heated catalyst element and becomes thermally stable silicon oxide (SiO 2 ), which covers the active sites of the catalyst and reduces detection sensitivity. .

通常、一般家庭の雰囲気中に含まれる有機シリコーン系蒸気の発生源としては、タイルのコーキング剤、床ワックス、家具の艶出し材、ヘアスプレーなどが挙げられ、後述するような成分から成る。   Usually, the generation source of the organosilicone vapor contained in the atmosphere of a general household includes tile caulking agents, floor wax, furniture polish, hair spray, and the like, which are composed of the components described later.

一方、活性炭は比較的分子量の大きい高沸点の有機系ガスをその細孔内に物理吸着する性質があり、エタノール蒸気も有機系ガスと類似した性状であることから活性炭に物理吸着されやすいが、有機シリコーン系化合物も沸点が比較的高く、エタノール蒸気より更に活性炭に吸着されやすいという性質がある。   On the other hand, activated carbon has the property of physically adsorbing high-boiling organic gases with a relatively large molecular weight in the pores, and ethanol vapor is similar in nature to organic gases, so it is easy to physically adsorb to activated carbon. Organosilicone compounds also have a relatively high boiling point and are more easily adsorbed on activated carbon than ethanol vapor.

すなわち、大気中の可燃性ガスを検知するガスセンサに用いられる活性炭フィルタには、大気中に微量に含まれる有機シリコーン系化合物を吸着除去し、ガスセンサのガス感度を長期間維持する機能がある。なお、都市ガスの主成分であるメタンは分子量が小さく、かつ、沸点が低いため、活性炭には殆ど吸着されない。そのため、メタンを検知する都市ガスセンサに活性炭フィルタを用いることは、なんら障害にならない。   That is, the activated carbon filter used in the gas sensor that detects flammable gas in the atmosphere has a function of adsorbing and removing organosilicon compounds contained in a minute amount in the atmosphere and maintaining the gas sensitivity of the gas sensor for a long period of time. Note that methane, which is a main component of city gas, has a low molecular weight and a low boiling point, and therefore is hardly adsorbed on activated carbon. Therefore, it is not an obstacle to use an activated carbon filter for a city gas sensor that detects methane.

そこで、本発明者は、標準的な繊維状活性炭(比表面積:約1000m/g)を円筒状に成形したフィルタを接触燃焼式都市ガスセンサに装着し、以下の方法で、この接触燃焼式都市ガスセンサの耐被毒性能を調査した。 Therefore, the present inventor attaches a filter made of standard fibrous activated carbon (specific surface area: about 1000 m 2 / g) into a cylindrical shape to a catalytic combustion type city gas sensor, and performs the catalytic combustion type city gas by the following method. The poisoning resistance performance of the gas sensor was investigated.

シリコーン系の被毒成分の指標物質として、以下の3種類の化合物を選定し、接触燃焼式都市ガスセンサを通電状態で保持した密閉容器中に、3種類のシリコーン系成分のうちの一つを所定濃度となるように注入し、その状態で15時間保持した後、清浄大気中で1時間通電し、被毒する前と後とのメタンに対するガス感度を測定した。   The following three types of compounds are selected as indicator substances for silicone-based poisoning components, and one of the three types of silicone-based components is specified in a sealed container that holds a catalytic combustion type city gas sensor in an energized state. After injecting to a concentration and holding in that state for 15 hours, electricity was passed in clean air for 1 hour, and the gas sensitivity to methane before and after poisoning was measured.

シリコーン(1):ヘキサメチルジシロキサン(C18OSi
(式量:162、沸点:101℃、鎖状分子で分子中にSi−O−Si結合を1個有する)
シリコーン(2):オクタメチルシクロテトラシロキサン(C24Si
(式量:297、沸点:175℃、環状分子で分子中にSi−O−Si結合を4個有する)
シリコーン(3):デカメチルシクロペンタシロキサン(C1030Si
(式量:371、沸点:210℃、環状分子で分子中にSi−O−Si結合を5個有する)
Silicone (1): Hexamethyldisiloxane (C 3 H 18 OSi 2 )
(Formula weight: 162, boiling point: 101 ° C., a chain molecule having one Si—O—Si bond in the molecule)
Silicone (2): Octamethylcyclotetrasiloxane (C 8 H 24 O 4 Si 4 )
(Formula weight: 297, boiling point: 175 ° C., cyclic molecule having 4 Si—O—Si bonds in the molecule)
Silicone (3): Decamethylcyclopentasiloxane (C 10 H 30 O 5 Si 5 )
(Formula weight: 371, boiling point: 210 ° C., cyclic molecule having 5 Si—O—Si bonds in the molecule)

ここで、上述したシリコーン(1)は、ガスセンサに対するシリコーン蒸気の影響を評価する際に警報器の試験規格などで一般的に用いられている代表的な指標成分である。また、上述したシリコーン(2)およびシリコーン(3)も、シリコーン(1)と同様、一般家庭の雰囲気中に含まれるシリコーン系蒸気の代表成分であるが、中でもシリコーン(2)およびシリコーン(3)は一般家庭の雰囲気中における含有割合が比較的多いとされている。   Here, the above-described silicone (1) is a typical index component that is generally used in the test standards of alarm devices when evaluating the influence of silicone vapor on the gas sensor. Silicone (2) and silicone (3) described above are also representative components of the silicone-based vapor contained in a general household atmosphere, as with silicone (1). Among these, silicone (2) and silicone (3) Is said to have a relatively high content in the atmosphere of ordinary households.

図2はシリコーン(1)、シリコーン(2)およびシリコーン(3)を用いた被毒試験の結果を示した図である。図2に示すように、標準的な繊維状活性炭(比表面積:約1000m/g)からなる円筒状フィルタを装着した接触燃焼式都市ガスセンサは、シリコーン(1)に対しては高い耐被毒性能を示したが、シリコーン(2)およびシリコーン(3)に対してはシリコーン(1)の場合に比べ、耐被毒性能の点で劣っていた。 FIG. 2 is a diagram showing the results of poisoning tests using silicone (1), silicone (2), and silicone (3). As shown in FIG. 2, the contact combustion type city gas sensor equipped with a cylindrical filter made of standard fibrous activated carbon (specific surface area: about 1000 m 2 / g) is highly poisonous to silicone (1). Although performance was shown, the silicone (2) and silicone (3) were inferior in terms of poisoning resistance compared to silicone (1).

すなわち、この試験に用いられた標準的な繊維状活性炭(比表面積:約1000m/g)は、これまで被毒試験用に用いられてきたシリコーン(1)に対しては優れた吸着性能を有するものの、実環境中に比較的多く存在するシリコーン(2)およびシリコーン(3)に対してはその吸着性能が低いことが判明した。 That is, the standard fibrous activated carbon (specific surface area: about 1000 m 2 / g) used in this test has excellent adsorption performance for the silicone (1) that has been used for the poisoning test so far. Although it has it, it turned out that the adsorption | suction performance is low with respect to silicone (2) and silicone (3) which are comparatively abundant in an actual environment.

上述したような課題を解決するため、本発明者は、シリコーン成分の違いによって、なぜ吸着性能に差があるのかを種々調査した。その結果、繊維状活性炭の細孔構造と吸着種であるシリコーン成分との間に以下のような関係があることを突き止めた。図3は繊維状活性炭の細孔半径(nm)と細孔容積(ml/g)との関係を示した図である。   In order to solve the above-described problems, the present inventor has conducted various investigations as to why there is a difference in adsorption performance depending on the difference in the silicone component. As a result, the inventors have found that the following relationship exists between the pore structure of the fibrous activated carbon and the silicone component that is the adsorbing species. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the pore radius (nm) and the pore volume (ml / g) of fibrous activated carbon.

(1)標準的な繊維状活性炭(比表面積:約1000m/g)は、図3の曲線10(グレード10)のように、細孔半径が約1nmに極めてシャープな分布を有する細孔構造を有している。 (1) A standard fibrous activated carbon (specific surface area: about 1000 m 2 / g) has a pore structure having a very sharp distribution with a pore radius of about 1 nm as shown by curve 10 (grade 10) in FIG. have.

(2)上述したシリコーン(1)は鎖状分子でしかも低分子量なため、分子サイズが1nmかそれ以下のオーダーであり、細孔半径が1nm程度の細孔には十分吸着されることが可能である。 (2) Since the above-mentioned silicone (1) is a chain molecule and has a low molecular weight, the molecular size is on the order of 1 nm or less, and it can be sufficiently adsorbed to pores having a pore radius of about 1 nm. It is.

(3)これに対し、上述したシリコーン(2)やシリコーン(3)は、分子内にSi−O−Si結合が4〜5個存在する環状分子であるため、その分子サイズが、シリコーン(1)に比べ数倍大きい。そのため、シリコーン(2)やシリコーン(3)は、それらの分子サイズが大きすぎ、細孔半径が1nm程度の大きさの細孔が支配的な繊維状活性炭(比表面積:約1000m/g)には殆ど吸着されない。 (3) On the other hand, since the silicone (2) and silicone (3) described above are cyclic molecules having 4 to 5 Si—O—Si bonds in the molecule, the molecular size thereof is silicone (1 ) Several times larger than Therefore, silicone (2) and silicone (3) are fibrous carbons whose specific molecular size is too large and whose pore radius is about 1 nm (dominant surface area: about 1000 m 2 / g). Is hardly absorbed.

繊維状活性炭の細孔径の分布がある特定の範囲にシャープなピークを有する理由は以下の通りである。   The reason why the pore size distribution of the fibrous activated carbon has a sharp peak in a specific range is as follows.

一般に、活性炭は、ヤシ殻や石炭などの天然の炭素物質を原料として、これを、水蒸気、二酸化炭素、空気などのガス中で高温で反応させることで、炭素質の部分反応により微細孔を生成させた炭素である。この微細孔を生成させる処理を賦活処理といい、この細孔は直径1〜20nmで、細孔の内壁が大きい表面積を持ち、その表面に種々の物質が吸着される。ヤシ殻や石炭などの天然の炭素質は、その組織が比較的不均質なため、賦活により生成する微細孔の径は、いわゆるマクロポアからミクロポアまで、比較的ブロードに分布している。   In general, activated carbon uses natural carbon materials such as coconut shells and coal as raw materials, and reacts them at high temperatures in gases such as water vapor, carbon dioxide, and air to produce fine pores by partial reaction of carbonaceous matter. Carbon. This treatment for generating micropores is called activation treatment. The pores have a diameter of 1 to 20 nm, the inner walls of the pores have a large surface area, and various substances are adsorbed on the surface. Since natural carbonaceous materials such as coconut shells and coal have a relatively heterogeneous structure, the diameter of micropores generated by activation is relatively broadly distributed from so-called macropores to micropores.

一方、繊維状活性炭は、フェノール樹脂などの合成樹脂を紡糸した炭素質を原料としており、炭素の配列の規則性が高い。そのため、賦活によって炭素が抜けた後の細孔は、ヤシ殻炭を原料にした活性炭に比べ、比較的径が揃った細孔ができやすい。   On the other hand, fibrous activated carbon is made from a carbonaceous material spun with a synthetic resin such as a phenol resin, and has a high regularity in the arrangement of carbon. Therefore, the pores after carbon is removed by activation are more likely to be pores having a relatively uniform diameter than activated carbon made from coconut shell charcoal.

上述したシリコーン(2)やシリコーン(3)のような比較的分子サイズの大きいシリコーン系成分を吸着させるためには、標準的な繊維状活性炭(比表面積:約1000m/g)に比べ、もっと大きな細孔径を有する活性炭を用いることが必要ではないかと本発明者は推定した。 Compared to standard fibrous activated carbon (specific surface area: about 1000 m 2 / g) for adsorbing silicone components having a relatively large molecular size such as silicone (2) and silicone (3) described above, The present inventor estimated that it would be necessary to use activated carbon having a large pore size.

そこで、繊維状活性炭の賦活処理を更に進めることによって、より大きな表面積を有し、かつ、より細孔径の大きい活性炭を作成し、この活性炭を用いた円筒状活性炭を装着した接触燃焼式ガスセンサについて、上述したものと同様の耐被毒性能の評価を行った。   Therefore, by further advancing the activation treatment of the fibrous activated carbon, the activated carbon having a larger surface area and a larger pore diameter, and a catalytic combustion type gas sensor equipped with a cylindrical activated carbon using this activated carbon, Evaluation of poisoning resistance similar to that described above was performed.

その結果、1.2nm以上の細孔半径を有する繊維状活性炭を用いれば、上述したシリコーン(2)およびシリコーン(3)のような比較的分子サイズの大きいシリコーン成分に対しても優れた吸着性能が得られることがわかった。更に、細孔半径が1.6nm以上、好ましくは、2.2nm程度の細孔を有する活性炭が最も優れた吸着性能を示した。   As a result, if a fibrous activated carbon having a pore radius of 1.2 nm or more is used, excellent adsorption performance for relatively large molecular components such as silicone (2) and silicone (3) described above. Was found to be obtained. Furthermore, activated carbon having pores with a pore radius of 1.6 nm or more, preferably about 2.2 nm, showed the most excellent adsorption performance.

なお、商業ベースで得られる繊維状活性炭では、細孔半径が約2.2nmのものが最大である。その理由は、これ以上の細孔半径のものを得ようとすると、賦活に要する時間を長くする必要があるため、経済的に不利になると共に、賦活を過度に進めると、活性炭繊維の機械的強度が低下し、繊維が破断しやすくなるという物性上の不都合が起きるためである。   In addition, in the fibrous activated carbon obtained on a commercial basis, those having a pore radius of about 2.2 nm are the largest. The reason for this is that if it is attempted to obtain a material having a pore radius larger than this, it is necessary to lengthen the time required for activation, which is economically disadvantageous. This is because there is a problem in physical properties that the strength is lowered and the fiber is easily broken.

上述したように、本発明は、ガスセンサの検知感度を低下させるような大気中の被毒成分の吸着除去率を大幅に向上させることができるガスセンサ用フィルタ、および、そのガスセンサ用フィルタがガス検知素子の周囲に装着された接触燃焼式都市ガスセンサを提供することを目的とする。   As described above, the present invention provides a gas sensor filter capable of greatly improving the adsorption removal rate of poisonous components in the atmosphere that lowers the detection sensitivity of the gas sensor, and the gas sensor filter is a gas detection element. An object of the present invention is to provide a contact combustion type city gas sensor mounted around the vehicle.

請求項1に記載の発明によれば、大気中の可燃性ガスを検知するガス検知手段の周囲に装着される活性炭を充填したガスセンサ用フィルタであって、1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有する繊維状活性炭を充填したことを特徴とするガスセンサ用フィルタが提供される。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a gas sensor filter filled with activated carbon that is mounted around a gas detection unit that detects flammable gas in the atmosphere. A filter for a gas sensor is provided, which is filled with fibrous activated carbon having a peak distribution of pore radii.

請求項2に記載の発明によれば、円筒状成形体であり、かつ、その円筒の側壁部分からガスが流入せしめられる繊維状活性炭を充填したことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ用フィルタが提供される。   According to invention of Claim 2, it is a cylindrical molded object, The fibrous activated carbon into which gas is allowed to flow in from the side wall part of the cylinder was filled, The gas sensor of Claim 1 characterized by the above-mentioned. A filter is provided.

請求項3に記載の発明によれば、大気中の可燃性ガスを検知するガス検知手段の周囲に装着される活性炭を充填したガスセンサ用フィルタであって、1500(m/g)以上の比表面積を有する繊維状活性炭を充填したことを特徴とするガスセンサ用フィルタが提供される。 According to invention of Claim 3, it is the filter for gas sensors with which the activated carbon with which the surroundings of the gas detection means which detects the combustible gas in air | atmosphere was filled was filled, Comprising: Ratio of 1500 (m < 2 > / g) or more A filter for a gas sensor is provided, which is filled with fibrous activated carbon having a surface area.

請求項4に記載の発明によれば、大気中の可燃性ガスを検知するガス検知手段の周囲に装着される活性炭を充填したガスセンサ用フィルタであって、1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有するまで賦活処理を進めた繊維状活性炭を充填したことを特徴とするガスセンサ用フィルタが提供される。   According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a gas sensor filter filled with activated carbon mounted around a gas detection means for detecting flammable gas in the atmosphere, wherein the activated carbon is narrowed to a region of 1.2 nm or more. A filter for a gas sensor is provided, which is filled with fibrous activated carbon that has been activated until it has a peak in the distribution of pore radii.

請求項5に記載の発明によれば、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスセンサ用フィルタが前記ガス検知手段の周囲に装着されている接触燃焼式都市ガスセンサが提供される。   According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a contact combustion type city gas sensor in which the gas sensor filter according to any one of the first to fourth aspects is mounted around the gas detection means.

請求項1に記載のガスセンサ用フィルタでは、1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有する繊維状活性炭が充填されている。そのため、約0.9nmの領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有する標準的な繊維状活性炭が充填されている場合に比べ、ガス検知手段の検知感度を低下させるような大気中の被毒成分の吸着除去率を大幅に向上させることができる。それにより、ガスセンサの長期的な信頼性を確保することができる。   In the gas sensor filter according to claim 1, fibrous activated carbon having a peak of pore radius distribution of activated carbon is filled in a region of 1.2 nm or more. Therefore, compared with the case where standard fibrous activated carbon having a peak of the pore radius distribution of the activated carbon is packed in the region of about 0.9 nm, the amount of gas in the atmosphere is reduced. The adsorption / removal rate of poisonous components can be greatly improved. Thereby, long-term reliability of the gas sensor can be ensured.

請求項2に記載のガスセンサ用フィルタでは、円筒状成形体であり、かつ、その円筒の側壁部分からガスが流入せしめられる繊維状活性炭が充填されている。つまり、請求項2に記載のガスセンサ用フィルタでは、外周面からガスが流入せしめられるように円筒状に成形された繊維状活性炭が充填されている。そのため、端面からガスが流入せしめられるように円板状に活性炭が形成されている場合よりも、実質的なガスの透過面積を大きくすることができる。   The filter for a gas sensor according to claim 2 is filled with fibrous activated carbon that is a cylindrical molded body and into which gas can flow from a side wall portion of the cylinder. That is, the gas sensor filter according to claim 2 is filled with fibrous activated carbon formed into a cylindrical shape so that gas can flow in from the outer peripheral surface. Therefore, the substantial permeation area of the gas can be made larger than when the activated carbon is formed in a disc shape so that the gas can flow from the end face.

請求項3に記載のガスセンサ用フィルタでは、1500(m/g)以上の比表面積を有する繊維状活性炭が充填されている。そのため、約1000(m/g)の比表面積を有する標準的な繊維状活性炭が充填されている場合に比べ、ガス検知手段の検知感度を低下させるような大気中の被毒成分の吸着除去率を大幅に向上させることができる。それにより、ガスセンサの長期的な信頼性を確保することができる。 The filter for gas sensor according to claim 3 is filled with fibrous activated carbon having a specific surface area of 1500 (m 2 / g) or more. Therefore, adsorption removal of poisonous components in the atmosphere that lowers the detection sensitivity of the gas detection means compared to the case where standard fibrous activated carbon having a specific surface area of about 1000 (m 2 / g) is packed. The rate can be greatly improved. Thereby, long-term reliability of the gas sensor can be ensured.

請求項4に記載のガスセンサ用フィルタでは、1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有するまで賦活処理を進めた繊維状活性炭が充填されている。そのため、1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有するまで賦活処理が進められていない標準的な繊維状活性炭が充填されている場合に比べ、ガス検知手段の検知感度を低下させるような大気中の被毒成分の吸着除去率を大幅に向上させることができる。それにより、ガスセンサの長期的な信頼性を確保することができる。   The filter for a gas sensor according to claim 4 is filled with fibrous activated carbon that has been activated until the pore radius distribution peak of the activated carbon has a peak in a region of 1.2 nm or more. Therefore, compared with the case where standard fibrous activated carbon that has not been activated until it has a peak of the pore radius distribution of the activated carbon in a region of 1.2 nm or more is filled, the detection sensitivity of the gas detection means is improved. It is possible to greatly improve the adsorption / removal rate of the poisoning components in the atmosphere that are reduced. Thereby, long-term reliability of the gas sensor can be ensured.

請求項5に記載の接触燃焼式都市ガスセンサでは、大気中の被毒成分によってガス検知手段の検知感度が低下してしまうおそれを低減することができる。それにより、長期的な信頼性を確保することができる。   In the catalytic combustion type city gas sensor according to claim 5, it is possible to reduce the possibility that the detection sensitivity of the gas detection means is lowered due to the poisoned component in the atmosphere. Thereby, long-term reliability can be ensured.

詳細には、大気中の可燃性ガスを検知するガス検知手段に対して、細孔半径が1.2nm以上のある特定の半径に鋭い細孔分布のピークを有する繊維状活性炭を用いたフィルタを装着することによって、実環境中に比較的多く含まれる環状の有機シリコーン系蒸気をその細孔内に高効率で吸着捕捉することが可能になる。   Specifically, a filter using fibrous activated carbon having a sharp pore distribution peak at a specific radius of a pore radius of 1.2 nm or more with respect to a gas detection means for detecting a combustible gas in the atmosphere. By mounting, it becomes possible to adsorb and trap cyclic organosilicone vapor contained in a relatively large amount in the actual environment in the pores with high efficiency.

特に、この繊維状活性炭を円筒状に成形した一体型フィルタを接触燃焼式都市ガスセンサに装着することによって、高いガス感度を有し、かつ、実環境中に存在する環状シリコーン系蒸気による被毒を受けずに長期間安定した感度および警報性能を維持する、信頼性の優れた接触燃焼式都市ガスセンサ並びにそれを有する都市ガス警報器を得ることができる。   In particular, by attaching an integrated filter made of this fibrous activated carbon into a cylindrical shape to a contact combustion type city gas sensor, it has high gas sensitivity and can be poisoned by cyclic silicone vapor present in the actual environment. A highly reliable catalytic combustion type city gas sensor that maintains stable sensitivity and alarm performance for a long period of time and a city gas alarm having the same can be obtained.

以下、本発明の接触燃焼式都市ガスセンサの第1の実施形態について説明する。図1は第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサの断面図である。図1に示すように、第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、大気中の可燃性ガスを検知するガス検知素子1と、温度補償素子2とが、それらの熱的な影響を遮断するための熱遮蔽板3を介して、同一のセンサベース4上に、各々2本ずつの金属ピン5によって保持されている。ガス検知素子1は、ガンマアルミナにパラジウムを担持した酸化触媒素子で、内部に白金コイルが埋め込まれ、そのコイルに流れる電流によって、約400℃に加熱保持されている。このガス検知素子1は、大気中にメタンが存在すると、素子表面でメタンを酸化させ、その燃焼熱に応じた温度上昇が起こり、その結果、白金コイルの抵抗値が上昇するようになっている。   Hereinafter, a first embodiment of a catalytic combustion type city gas sensor of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of the catalytic combustion type city gas sensor of the first embodiment. As shown in FIG. 1, in the contact combustion type city gas sensor of the first embodiment, the gas detection element 1 for detecting the combustible gas in the atmosphere and the temperature compensation element 2 block their thermal influence. Are held by the two metal pins 5 on the same sensor base 4 via the heat shielding plate 3. The gas detection element 1 is an oxidation catalyst element in which palladium is supported on gamma alumina. A platinum coil is embedded therein, and the gas detection element 1 is heated and held at about 400 ° C. by a current flowing through the coil. In the gas detection element 1, when methane is present in the atmosphere, the methane is oxidized on the surface of the element, and the temperature rises according to the combustion heat. As a result, the resistance value of the platinum coil is increased. .

温度補償素子2は、メタンの酸化に不活性なガンマアルミナのみからなり、ガス検知素子1と同様に約400℃に加熱されている。この温度補償素子2上では、メタンは実質的に酸化しないため、メタンが存在すると、ガス検知素子1のコイル抵抗値との間に差が生じる。この抵抗値の差が、例えば特開平8−159999号公報に記載されたブリッジ回路とほぼ同様に構成されたブリッジ回路によって、出力として取り出される。   The temperature compensation element 2 is made of only gamma alumina that is inactive to methane oxidation, and is heated to about 400 ° C. like the gas detection element 1. On the temperature compensation element 2, methane does not substantially oxidize. Therefore, if methane is present, a difference is generated between the coil resistance value of the gas detection element 1. The difference between the resistance values is taken out as an output by a bridge circuit configured in substantially the same manner as the bridge circuit described in, for example, JP-A-8-159999.

ガス検知素子1および温度補償素子2は、詳細には特開平8−159999号公報に記載されているように、それぞれの白金線の両端部を、センサベース4上に立てられた2本の金属ピン5に溶接することによって保持されている。   As described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-159999, the gas detection element 1 and the temperature compensation element 2 are each made of two metals standing on the sensor base 4 at both ends of each platinum wire. The pin 5 is held by welding.

ガス検知素子1および温度補償素子2の周囲には、繊維状活性炭からなる一体型で円筒状の活性炭6がガスセンサ用フィルタとして装着されており、活性炭6の天頂部は、ガスの侵入を防ぐための金属製のキャップ7によって覆われている。更に、活性炭6およびキャップ7は、ステンレス製の2重のネット8によって覆われている。なお、ステンレス製の2重のネット8は、ガス漏れ警報器の検査規定として法律に定められた防爆構造の規格を満たすために設けられている。ネット8の裾部は、リング状のカシメ金具9によって、センサベース4に固定されている。   Around the gas detection element 1 and the temperature compensation element 2, an integral and cylindrical activated carbon 6 made of fibrous activated carbon is mounted as a gas sensor filter, and the zenith portion of the activated carbon 6 prevents gas from entering. The metal cap 7 is covered. Furthermore, the activated carbon 6 and the cap 7 are covered with a double net 8 made of stainless steel. The stainless steel double net 8 is provided in order to satisfy the standard of the explosion-proof structure stipulated in the law as the inspection rule for the gas leak alarm. The skirt of the net 8 is fixed to the sensor base 4 by a ring-shaped caulking metal fitting 9.

ガスセンサ用フィルタは、特開平8−159999号公報に詳細に記載されているように、繊維状活性炭6を用いて円筒状に一体成形される。具体的には、まず、繊維状の活性炭のフィラーが少量のバインダと共に水中に分散せしめられ、この中に、壁面に多数の微小孔を有する一端封じ型の金属チューブが浸漬せしめられ、この状態で、水面上にあるチューブの開口部より吸引が行われ、チューブの外壁面に活性炭繊維のフィラーが積層される。次いで、これが液から引き上げられて乾燥せしめられ、チューブが引き抜かれて土管状の成形体が得られ、これが所定の長さに切断される。その結果、図1に示したガスセンサ用フィルタとしての繊維状活性炭6が得られる。   The gas sensor filter is integrally formed into a cylindrical shape using fibrous activated carbon 6 as described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-159999. Specifically, first, a fibrous activated carbon filler is dispersed in water together with a small amount of binder, and an end-sealed metal tube having a large number of micropores on the wall surface is immersed in this state. Then, suction is performed from the opening of the tube on the water surface, and an activated carbon fiber filler is laminated on the outer wall surface of the tube. Next, it is pulled up from the liquid and dried, and the tube is pulled out to obtain an earth-like tubular molded body, which is cut into a predetermined length. As a result, the fibrous activated carbon 6 as the gas sensor filter shown in FIG. 1 is obtained.

第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、円筒状に成形された繊維状活性炭6の側壁部分、つまり、繊維状活性炭6の外周面からガスが流入せしめられるように、繊維状活性炭6が配置されている。   In the contact combustion type city gas sensor of the first embodiment, the fibrous activated carbon 6 is formed so that gas flows in from the side wall portion of the fibrous activated carbon 6 formed into a cylindrical shape, that is, from the outer peripheral surface of the fibrous activated carbon 6. Has been placed.

更に、第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、図3の曲線15(グレード15)のように1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有する繊維状活性炭6が充填されている。   Furthermore, in the contact combustion type city gas sensor of the first embodiment, as a gas sensor filter, there is a peak of the pore radius distribution of the activated carbon in the region of 1.2 nm or more as shown by the curve 15 (grade 15) in FIG. Fibrous activated carbon 6 is filled.

換言すれば、第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、1500(m/g)以上の比表面積を有する繊維状活性炭6が充填されている。 In other words, in the catalytic combustion type city gas sensor of the first embodiment, fibrous activated carbon 6 having a specific surface area of 1500 (m 2 / g) or more is filled as a gas sensor filter.

詳細には、第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有し、かつ、1500(m/g)以上の比表面積を有するまで賦活処理を進めた繊維状活性炭6が充填されている。 Specifically, in the contact combustion type city gas sensor of the first embodiment, the filter for the gas sensor has a peak of the pore radius distribution of the activated carbon in a region of 1.2 nm or more, and 1500 (m 2 / g ) Fibrous activated carbon 6 that has been activated until it has the above specific surface area is filled.

第2の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサは、後述する点を除き、上述した第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサと同様に構成されている。   The contact combustion type city gas sensor of 2nd Embodiment is comprised similarly to the contact combustion type city gas sensor of 1st Embodiment mentioned above except the point mentioned later.

具体的には、第2の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、図3の曲線20(グレード20)のように1.6nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有する繊維状活性炭6が充填されている。換言すれば、第2の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、2000(m/g)以上の比表面積を有する繊維状活性炭6が充填されている。詳細には、第2の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、1.6nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有し、かつ、2000(m/g)以上の比表面積を有するまで賦活処理を進めた繊維状活性炭6が充填されている。 Specifically, in the contact combustion type city gas sensor of the second embodiment, as a gas sensor filter, the pore radius distribution of the activated carbon in the region of 1.6 nm or more as shown by the curve 20 (grade 20) in FIG. A fibrous activated carbon 6 having a peak is filled. In other words, in the catalytic combustion type city gas sensor of the second embodiment, fibrous activated carbon 6 having a specific surface area of 2000 (m 2 / g) or more is filled as a gas sensor filter. In detail, in the contact combustion type city gas sensor of 2nd Embodiment, it has a peak of distribution of the pore radius of activated carbon in a 1.6 nm or more area | region as a filter for gas sensors, and is 2000 (m < 2 > / g). ) Fibrous activated carbon 6 that has been activated until it has the above specific surface area is filled.

第3の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサは、後述する点を除き、上述した第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサと同様に構成されている。   The catalytic combustion type city gas sensor of the third embodiment is configured in the same manner as the catalytic combustion type city gas sensor of the first embodiment described above, except for the points described below.

具体的には、第3の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、図3の曲線25(グレード25)のように2.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有する繊維状活性炭6が充填されている。換言すれば、第3の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、2500(m/g)以上の比表面積を有する繊維状活性炭6が充填されている。詳細には、第3の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサでは、ガスセンサ用フィルタとして、2.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有し、かつ、2500(m/g)以上の比表面積を有するまで賦活処理を進めた繊維状活性炭6が充填されている。 Specifically, in the catalytic combustion type city gas sensor of the third embodiment, as a gas sensor filter, the pore radius distribution of the activated carbon in the region of 2.2 nm or more as shown by the curve 25 (grade 25) in FIG. A fibrous activated carbon 6 having a peak is filled. In other words, in the catalytic combustion type city gas sensor of the third embodiment, fibrous activated carbon 6 having a specific surface area of 2500 (m 2 / g) or more is filled as a gas sensor filter. In detail, in the contact combustion type city gas sensor of 3rd Embodiment, it has a peak of distribution of the pore radius of activated carbon in the area | region of 2.2 nm or more as a filter for gas sensors, and 2500 (m < 2 > / g). ) Fibrous activated carbon 6 that has been activated until it has the above specific surface area is filled.

〔比較例〕
比較例の接触燃焼式都市ガスセンサは、後述する点を除き、上述した第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサと同様に構成されている。
[Comparative Example]
The contact combustion type city gas sensor of the comparative example is configured in the same manner as the contact combustion type city gas sensor of the first embodiment described above, except for the points described below.

Figure 2006250569
Figure 2006250569

表1は比較例の接触燃焼式都市ガスセンサでフィルタとして用いられた繊維状活性炭を示している。表1に示した活性炭原料は、繊維状活性炭として一般に市販されている標準品である。つまり、比較例の接触燃焼式都市ガスセンサでは、フィルタとして標準品の繊維状活性炭を用いた。   Table 1 shows the fibrous activated carbon used as a filter in the catalytic combustion type city gas sensor of the comparative example. The activated carbon raw materials shown in Table 1 are standard products that are generally commercially available as fibrous activated carbon. That is, in the catalytic combustion type city gas sensor of the comparative example, a fibrous activated carbon as a standard product was used as a filter.

Figure 2006250569
Figure 2006250569

表2は比較例の接触燃焼式都市ガスセンサの被毒試験における被毒条件を示している。比較例の接触燃焼式都市ガスセンサの被毒試験では、接触燃焼式都市ガスセンサを表2の条件でシリコーン系蒸気中に晒し、接触燃焼式都市ガスセンサにより曝露前後のメタンガス感度を測定した。なお、実環境中のシリコーン系蒸気の濃度は高々0.1ppm以下であり、表2の被毒条件は実環境に比べて極めて厳しい条件と言える。   Table 2 shows the poisoning conditions in the poisoning test of the catalytic combustion type city gas sensor of the comparative example. In the poisoning test of the contact combustion type city gas sensor of the comparative example, the contact combustion type city gas sensor was exposed to silicone vapor under the conditions shown in Table 2, and the methane gas sensitivity before and after exposure was measured by the contact combustion type city gas sensor. In addition, the density | concentration of the silicone type vapor | steam in a real environment is 0.1 ppm or less at most, and it can be said that the poisoning conditions of Table 2 are extremely severe conditions compared with a real environment.

比較例の接触燃焼式都市ガスセンサの被毒試験結果は上述した図2に含まれている。図2の縦軸の感度残存率は、下式で示されるように、曝露前のメタン感度に対して、曝露後のメタン感度がどの程度残っているかを示すもので、この値が大きい程、耐被毒性能に優れていることを示している。   The result of the poisoning test of the catalytic combustion type city gas sensor of the comparative example is included in FIG. 2 described above. The sensitivity remaining rate on the vertical axis in FIG. 2 indicates how much methane sensitivity after exposure remains with respect to the methane sensitivity before exposure, as shown in the following formula. It shows that it is excellent in poisoning resistance.

メタン感度残存率(%)=((曝露後の0.4%メタンに対する感度)/(曝露前の0.4%メタンに対する感度))×100 Methane sensitivity remaining rate (%) = ((sensitivity to 0.4% methane after exposure) / (sensitivity to 0.4% methane before exposure)) × 100

なお、図2の破線は、比較のため、活性炭フィルタが装着されていない接触燃焼式都市ガスセンサの感度残存率を示したものである。   For comparison, the broken line in FIG. 2 shows the sensitivity remaining rate of the contact combustion type city gas sensor not equipped with the activated carbon filter.

図2に示すように、活性炭フィルタが装着されていない場合は、感度が被毒前の約20%以下に低下するのに対し、グレード10の活性炭をフィルタとして用いた場合には、シリコーン(1)を高効率で吸着除去することが判った。しかしながら、このグレード10の活性炭フィルタは、シリコーン(2)およびシリコーン(3)に対してはシリコーン(1)に比べ吸着性能が劣っていることが判った。   As shown in FIG. 2, when the activated carbon filter is not attached, the sensitivity decreases to about 20% or less before poisoning, whereas when grade 10 activated carbon is used as a filter, silicone (1 ) Was removed with high efficiency. However, this grade 10 activated carbon filter was found to have poorer adsorption performance for silicone (2) and silicone (3) than silicone (1).

〔実施例1〕
比較例で用いた標準品であるグレード10の活性炭では、環状の分子形状で分子サイズが比較的大きいシリコーン(2)およびシリコーン(3)に対する吸着性能が低いため、標準品よりも細孔径の大きい繊維状活性炭原料をフィルタとして用いてその耐被毒性能を評価した。
[Example 1]
Grade 10 activated carbon, which is a standard product used in the comparative example, has a larger pore size than the standard product because of its low adsorption performance for silicone (2) and silicone (3) having a cyclic molecular shape and a relatively large molecular size. Fibrous activated carbon material was used as a filter to evaluate its poisoning resistance.

Figure 2006250569
Figure 2006250569

表3は実施例の接触燃焼式都市ガスセンサでフィルタとして用いられた繊維状活性炭を示している。表1に示した標準品よりも賦活処理を更に進めて細孔径を大きくした表3に示すような3種類の繊維状活性炭原料について、比較例と同様の被毒試験を行った。   Table 3 shows the fibrous activated carbon used as a filter in the catalytic combustion type city gas sensor of the example. The same poisoning test as in the comparative example was performed on three types of fibrous activated carbon raw materials as shown in Table 3 in which the activation treatment was further advanced than the standard products shown in Table 1 to increase the pore diameter.

図3には、比較例で用いたグレード10の繊維状活性炭の細孔分布、並びに、実施例で用いた表3に示したグレード15、グレード20およびグレード25の繊維状活性炭の細孔分布を示している。図3の横軸は繊維状活性炭の細孔半径(nm)を示しており、縦軸は細孔容積(ml/g)を示している。細孔容積とは、細孔径の細い方から積算した細孔の容積の累積値を示している。つまり、図3は、細孔容積が急峻に増大する領域に、最も高い頻度の細孔径があることを示している。すなわち、表3の右端欄に示す数値が最も多く存在する細孔径を示している。   FIG. 3 shows the pore distribution of grade 10 fibrous activated carbon used in the comparative example, and the pore distribution of grade 15, grade 20 and grade 25 fibrous activated carbon shown in Table 3 used in the examples. Show. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the pore radius (nm) of the fibrous activated carbon, and the vertical axis indicates the pore volume (ml / g). The pore volume indicates a cumulative value of pore volume accumulated from the narrower pore diameter. That is, FIG. 3 shows that there is the most frequent pore diameter in the region where the pore volume increases sharply. That is, the numerical values shown in the rightmost column of Table 3 indicate the pore diameters that are present most frequently.

図4は表1および表3に示した活性炭を用いた接触燃焼式都市ガスセンサの被毒試験結果を示した図である。図4に示すように、細孔半径の分布のピークが1.2nmにあるグレード15の繊維状活性炭を用いた場合には、細孔半径の分布のピークが0.9nmにある比較例のグレード10の繊維状活性炭を用いた場合に比べ大幅に耐被毒性能が向上することが判った。   FIG. 4 is a view showing the poisoning test results of the catalytic combustion type city gas sensor using the activated carbon shown in Tables 1 and 3. As shown in FIG. 4, when a grade 15 fibrous activated carbon having a pore radius distribution peak at 1.2 nm is used, the comparative grade having a pore radius distribution peak at 0.9 nm is used. It was found that the anti-poisoning performance was greatly improved as compared with the case of using 10 fibrous activated carbon.

また、細孔半径の更に大きいグレード20やグレード25の繊維状活性炭を用いることによって、一層優れた耐被毒性能が得られることが判った。   It has also been found that by using grade 20 or grade 25 fibrous activated carbon having a larger pore radius, further excellent poisoning resistance can be obtained.

〔実施例2〕
比較例のグレード10の活性炭と、実施例1のグレード25の活性炭とで作成した2種類のフィルタを装着した接触燃焼式都市ガスセンサを都市ガス警報器に搭載し、グレード10の活性炭を使用した都市ガス警報器と、グレード25の活性炭を使用した都市ガス警報器とを一対にして20軒の一般家庭の台所に約5年間設置し、約1年ごとに取り外してメタン警報濃度の推移をモニタした。
[Example 2]
A city where a catalytic combustion type city gas sensor equipped with two types of filters prepared with the grade 10 activated carbon of the comparative example and the grade 25 activated carbon of the example 1 is mounted on the city gas alarm and the city using the grade 10 activated carbon. A gas alarm and a city gas alarm using activated carbon of grade 25 were paired and installed in 20 kitchens for about five years, and removed every year to monitor the transition of methane alarm concentration. .

図5はメタン警報濃度の推移のモニタ結果を示した図である。図5の縦軸はガス漏れ警報を発するメタンガス濃度を示しており、初期は約0.35%のメタン濃度で警報するように設定した。この警報濃度の値が上昇するほど、メタンに対するガス検知素子1(図1参照)の検知感度が低下していることになる。なお、図5中のプロットは、グレード10の活性炭のフィルタおよびグレード25の活性炭のフィルタの2種類のフィルタを装着した都市ガス警報器の警報濃度の最大値と最小値とをそれぞれ示している。   FIG. 5 is a diagram showing the monitoring result of the transition of the methane alarm concentration. The vertical axis in FIG. 5 indicates the methane gas concentration at which a gas leak alarm is issued, and the initial setting is such that an alarm is given at a methane concentration of about 0.35%. As the value of the alarm concentration increases, the detection sensitivity of the gas detection element 1 (see FIG. 1) with respect to methane decreases. In addition, the plot in FIG. 5 has shown the maximum value and the minimum value of the alarm density | concentration of the city gas alarm device which attached two types of filters, the grade 10 activated carbon filter and the grade 25 activated carbon filter, respectively.

図5に示すように、グレード10の繊維状活性炭をフィルタとして使用した接触燃焼式都市ガスセンサでは、メタンの警報濃度が経年的に高濃度側に推移し、そのバラツキ幅も大きくなったのに対し、グレード25の繊維状活性炭をフィルタとして使用した本発明の接触燃焼式都市ガスセンサの場合は、5年間の使用によっても、警報濃度の高濃度側への変動が極めて小さく抑えられた。   As shown in Fig. 5, in the catalytic combustion type city gas sensor using grade 10 fibrous activated carbon as a filter, the alarm concentration of methane has shifted to a high concentration side over time, and its variation range has increased. In the case of the catalytic combustion type city gas sensor of the present invention using grade 25 fibrous activated carbon as a filter, the fluctuation of the alarm concentration toward the high concentration side was suppressed to be extremely small even after 5 years of use.

また、図5に示すように、グレード10の繊維状活性炭をフィルタとして使用した接触燃焼式都市ガスセンサのメタン警報濃度の鈍感化の度合いがmaxとminとで大きくばらついた理由としては、実環境雰囲気では接触燃焼式都市ガスセンサの設置場所によって、シリコーン系蒸気の種類、濃度、その発生頻度などが異なるためであると解釈される。   In addition, as shown in FIG. 5, the reason why the degree of desensitization of the methane alarm concentration of the catalytic combustion type city gas sensor using grade 10 fibrous activated carbon as a filter greatly varies between max and min is Therefore, it is interpreted that the type, concentration, frequency of occurrence, etc. of silicone-based steam differ depending on the installation location of the catalytic combustion type city gas sensor.

一方、図5に示すように、グレード25の繊維状活性炭をフィルタとして使用した接触燃焼式都市ガスセンサのメタン警報濃度の経年的な変動の度合いがmaxとminとであまりばらつかず、接触燃焼式都市ガスセンサの警報性能が長期間安定して維持された理由としては、実環境中に存在する環状シリコーン系蒸気に対するグレード25の繊維状活性炭の吸着性能が優れているため、シリコーン系蒸気の種類、濃度、その発生頻度などの環境条件のバラツキの影響を殆ど受けなかったためであると解釈される。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the degree of change over time of the methane alarm concentration of a contact combustion type city gas sensor using grade 25 fibrous activated carbon as a filter does not vary much between max and min, and the contact combustion type The reason why the alarm performance of the city gas sensor is stably maintained for a long period of time is because the adsorption performance of the grade 25 fibrous activated carbon with respect to the cyclic silicone-based steam present in the actual environment is excellent. This is interpreted as being hardly affected by variations in environmental conditions such as concentration and frequency of occurrence.

第1の実施形態の接触燃焼式都市ガスセンサの断面図である。It is sectional drawing of the contact combustion type city gas sensor of 1st Embodiment. シリコーン(1)、シリコーン(2)およびシリコーン(3)を用いた被毒試験の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of the poisoning test using silicone (1), silicone (2), and silicone (3). 繊維状活性炭の細孔半径(nm)と細孔容積(ml/g)との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the pore radius (nm) and pore volume (ml / g) of fibrous activated carbon. 表1および表3に示した活性炭を用いた接触燃焼式都市ガスセンサの被毒試験結果を示した図である。It is the figure which showed the poisoning test result of the contact combustion type city gas sensor using the activated carbon shown in Table 1. メタン警報濃度の推移のモニタ結果を示した図である。It is the figure which showed the monitoring result of transition of a methane warning density | concentration.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガス検知素子
2 温度補償素子
3 熱遮蔽板
4 センサベース
5 金属ピン
6 活性炭(ガスセンサ用フィルタ)
7 キャップ
8 ネット
9 カシメ金具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas detection element 2 Temperature compensation element 3 Heat shielding board 4 Sensor base 5 Metal pin 6 Activated carbon (gas sensor filter)
7 Cap 8 Net 9 Caulking bracket

Claims (5)

大気中の可燃性ガスを検知するガス検知手段の周囲に装着される活性炭を充填したガスセンサ用フィルタであって、1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有する繊維状活性炭を充填したことを特徴とするガスセンサ用フィルタ。   A filter for a gas sensor filled with activated carbon mounted around a gas detection means for detecting a combustible gas in the atmosphere, and a fibrous activated carbon having a peak of pore radius distribution of activated carbon in a region of 1.2 nm or more A filter for a gas sensor, wherein 円筒状成形体であり、かつ、その円筒の側壁部分からガスが流入せしめられる繊維状活性炭を充填したことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ用フィルタ。   The filter for a gas sensor according to claim 1, wherein the filter is a cylindrical molded body and is filled with fibrous activated carbon into which gas is allowed to flow from a side wall portion of the cylinder. 大気中の可燃性ガスを検知するガス検知手段の周囲に装着される活性炭を充填したガスセンサ用フィルタであって、1500(m/g)以上の比表面積を有する繊維状活性炭を充填したことを特徴とするガスセンサ用フィルタ。 A filter for a gas sensor filled with activated carbon mounted around a gas detection means for detecting a combustible gas in the atmosphere, and filled with fibrous activated carbon having a specific surface area of 1500 (m 2 / g) or more. Characteristic filter for gas sensor. 大気中の可燃性ガスを検知するガス検知手段の周囲に装着される活性炭を充填したガスセンサ用フィルタであって、1.2nm以上の領域に活性炭の細孔半径の分布のピークを有するまで賦活処理を進めた繊維状活性炭を充填したことを特徴とするガスセンサ用フィルタ。   A gas sensor filter filled with activated carbon that is mounted around a gas detection means for detecting a combustible gas in the atmosphere, and activated until a pore radius distribution peak of activated carbon is present in a region of 1.2 nm or more. A filter for a gas sensor, which is filled with fibrous activated carbon that has been advanced. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスセンサ用フィルタが前記ガス検知手段の周囲に装着されている接触燃焼式都市ガスセンサ。   A catalytic combustion type city gas sensor, wherein the gas sensor filter according to any one of claims 1 to 4 is mounted around the gas detection means.
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