JP2015068712A - ガス検知器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検知ガスと接触するガス感応部を有するガス検知素子10を備えたガス検知器Xであって、ガス検知素子10を収容する二重の筐体51,52を備え、外側の外側筐体51は、被検知ガスを導入するガス導入口20および有機ガスを吸収する第一吸着部31を備え、内側の内側筐体52は、ガス導入口20より開口面積が小さい制限通気口40および有機ガスを吸収する第二吸着部32を備え、制限通気口40は第一吸着部31および第二吸着部32の間に配設している。
【選択図】図3
Description
図1〜3に示したように本発明のガス検知器Xは、被検知ガスと接触するガス感応部12を有するガス検知素子10を備える。当該ガス検知素子10は、二重の筐体51,52に収容されており、二重の筐体51,52における外側の外側筐体51は、被検知ガスを導入するガス導入口20および有機ガスを吸収する第一吸着部31を備え、二重の筐体51,52における内側の内側筐体52は、ガス導入口20より開口面積が小さい制限通気口40および有機ガスを吸収する第二吸着部32を備えている。当該制限通気口40は、第一吸着部31および第二吸着部32の間に配設してある。
外側筐体51の一端には被検知ガスを導入する開口部であるガス導入口20が形成されている。また、外側筐体51の内部におけるガス導入口20の側には有機ガスを吸収する第一吸着部31が配設してある。
尚、本実施形態では、一つの制限通気口40を設けた場合について説明しているが、当該制限通気口40の数は、一つとするのがよい。仮に複数の制限通気口40を内側筐体52の一端に形成した場合、一つの制限通気口40による有機ガスの流入低減効果が減じることとなる。
本構成では、制限通気口40による有機ガスの流入低減効果により、制限通気口40の下流に位置する第二吸着部32の有機ガス吸着の負担が軽減できるため、当該第二吸着部32の吸着剤の重量を減量することができる。
図4に示したように、制限通気口40と第一吸着部31との間に、空隙部Sを設けてもよい。
このように構成すれば、特に容積率が9%以上では、初期警報設定濃度の2/3(2000ppm)以上を維持するため、有機ガス耐久性が向上するものと認められ、容積率26%以下を有すると90%応答に要する時間が45秒以下とすることができるため、優れたガス応答性を有するものと認められる。
台所で使用する環境を想定し、本発明の熱線型半導体式ガス検知器X(本発明例1〜4)の性能(有機ガス耐久性)を調べた。導入するガスは、トルエン250ppm+OMCTS(シリコーンガス)5ppmを有する混合ガスとした。比較センサ(比較例1〜5)についても同様の試験を行った。
本発明例1〜4において、第一吸着部31は活性炭を使用し、第二吸着部32は活性炭またはシリカアルミナの何れか或いは両方を使用し、開口面積はガス導入口20の開口面積の8%とした(本発明例1,3,4:図3(a)、本発明例2:図3(b))。
シリコーンガス以外の高濃度VOC(揮発性有機化合物)ガス共存下では、第一吸着部31(活性炭)への多量のトルエンガスの吸着で、第一吸着部31の吸着能力が低下する。そのため、比較例1の構造では、第一吸着部31におけるシリコーンガスの吸着能力が低下することにより、100日程度でメタンの検知感度がなくなり、ガス検知素子10が早期に被毒するものと認められた。
比較例1の活性炭量を2倍に増加させた比較例2の場合でも、180日程度でメタンの検知感度がなくなり、ガス検知素子10が比較的早期に被毒するものと認められた。
比較例3の場合は、第二吸着部32を備えるが制限通気口40を備えていないため、ガス検知素子10へのシリコーンガスの流入は低減されず、比較例1の結果と同程度であった。
比較例4の場合は、空隙部Sを設けるが制限通気口40を備えていないため、ガス検知素子10へのシリコーンガスの流入は低減されず、比較例1の結果と同程度であった。
比較例5の場合は制限通気口40を備えるが第二吸着部32を備えないため、制限通気口40による有機ガスの低減効果があったとしても第二吸着部32の吸着効果を期待できない。そのため、ガス検知素子10へのシリコーンガスの流入はそれほど低減されず、比較例1の結果と同程度であった。
比較例6の場合は、筐体を二重構造とせず、流入制限板60を筐体50に設けた構成としたため、流入制限板60と筐体50との間に隙間が存在し、当該隙間からガス検知素子10へのシリコーンガスの流入が起ったと考えられ、比較例1の結果と同程度であった。
本発明例1の第二吸着部32の量を半分に減じた本発明例2においては、180日経過後もメタンの検知感度の低下は37%(1900/3000ppm)程度であり、シリコーン耐久性が各比較例に比べて大幅に向上したと認められた。後述の実施例2において示すように、吸着剤の量を増加させると被検知ガスに対する応答性が低下するので、優れた応答性のためには、吸着剤の量が少ないほうが好ましい。本発明例2のように、第二吸着部32の量を第一吸着部31より少なくすることで、良好な応答性とシリコーン耐久性を実現することができる。
本発明例3では第二吸着部32を活性炭に替えてシリカアルミナを適用したが、180日経過後もメタンの検知感度の低下は27%(2200/3000ppm)程度であり、シリコーン耐久性が各比較例に比べて大幅に向上したと認められた。
本発明例4では第二吸着部32を活性炭およびシリカアルミナを適用したが、180日経過後もメタンの検知感度の低下は10%(2700/3000ppm)程度であり、シリコーン耐久性が各比較例に比べて大幅に向上したと認められた。
特に本発明例4のように第二吸着部32を活性炭およびシリカアルミナとすることで、メタンの検知感度の低下を最も効果的に抑制することができるものと認められた。
被検知ガス(メタンガス)に対するガス応答性を調べた。
上述した本発明例1,比較例1,比較例2のセンサ、および、ガス導入口20の開口径を1.5mmに減じた以外は比較例1と同等の構成を有する比較例7(図6(g))のセンサを使用した。
尚、良好な応答性の判断基準を45秒以内とした根拠は、以下の通りである。即ち、JIA規格で家庭用都市ガス警報器の応答は60秒以内であることが規定されている。警報器にセンサを搭載した場合には、センサ単体での応答よりも時間がかかる傾向にある。従って、センサ単体で45秒以内に応答しなければ、警報器に搭載した場合に、上記JIA規格を満たさない可能性があるため、良好な応答性の判断基準を45秒以内とした。
有機ガス耐久性と制限通気口40の開口率との関係を調べた。
上述した本発明例1の制限通気口40の開口率を変化させ、有機ガス(シリコーン)に対する耐久性を評価した。判定基準は、初期警報設定濃度の1/3(1000ppm:警報濃度下限値)以上を有する場合が良好な応答性を有すると判断した。結果を図8に示した。
ガス応答性と制限通気口40の開口率との関係を調べた。
上述した本発明例1の制限通気口40の開口率を変化させ、被検知ガスに対する応答性を評価した。判定基準は、90%応答に要する時間が45秒以内であれば良好な応答性を有すると判断した。結果を図9に示した。
有機ガス耐久性と空隙部Sの容積率との関係を調べた。当該空隙部Sの容積率とは、筐体内部の内容積に対する空隙部Sの相対容積率である(電極支持台部分は除く)。
図4に示した本発明のガス検知器Xにおいて、制限通気口40の開口率を8%および18%とした二つの本発明例4において、空隙部Sの容積率を変化させてシリコーン耐久性を調べた。判定基準は、初期警報設定濃度の1/3(1000ppm:警報濃度下限値)以上を有する場合が良好な応答性を有すると判断した。結果を図10に示した。
実施例5における本発明例4において、空隙部Sの容積率を変化させて被検知ガス(メタンガス)に対する応答性を調べた。ガス応答性は、90%応答に要する時間を測定することにより評価した。当該時間は45秒以内であれば良好な応答性を有すると判断した。結果を図11に示した。
よって、空隙部Sを設けた本発明例4の場合は、開口率は8%以上、かつ33%以下(実施例3)で、空隙部Sの容積率は9%以上(実施例5)、26%以下が好ましい。
S 空隙部
10 ガス検知素子
12 ガス感応部
20 ガス導入口
31 第一吸着部
32 第二吸着部
40 制限通気口
51 外側筐体
52 内側筐体
Claims (6)
- 被検知ガスと接触するガス感応部を有するガス検知素子を備えたガス検知器であって、
前記ガス検知素子を収容する二重の筐体を備え、
前記二重の筐体における外側の外側筐体は、被検知ガスを導入するガス導入口および有機ガスを吸収する第一吸着部を備え、
前記二重の筐体における内側の内側筐体は、前記ガス導入口より開口面積が小さい制限通気口および有機ガスを吸収する第二吸着部を備え、
前記制限通気口は前記第一吸着部および前記第二吸着部の間に配設してあるガス検知器。 - 前記制限通気口と前記第一吸着部との間に、空隙部を設けた請求項1に記載のガス検知器。
- 前記制限通気口の開口面積は、前記ガス導入口の開口面積の5〜33%である請求項1または2に記載のガス検知器。
- 前記空隙部の容積が、前記ガス検知器の筐体の容積の9〜26%である請求項2に記載のガス検知器。
- 前記第二吸着部の重量を前記第一吸着部の重量より少なくしてある請求項1〜4の何れか一項に記載のガス検知器。
- 前記第一吸着部を活性炭とし、前記第二吸着部を活性炭およびシリカアルミナとした請求項1〜5の何れか一項に記載のガス検知器。
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