JP2020008340A - Gas sensor - Google Patents

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尚義 村田
Hisayoshi Murata
尚義 村田
ふみ 宇井
Fumi Ui
ふみ 宇井
岡村 誠
Makoto Okamura
誠 岡村
稔貴 古田
Toshitaka Furuta
稔貴 古田
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Abstract

To provide a gas sensor with which it is possible to suppress an erroneous operation with a gas detection element.SOLUTION: A gas sensor 1 comprises: a housing 10 in which a gas introduction port 14 is formed; a gas detection element 2 provided inside the housing, for detecting a detection object gas flowing in from the gas introduction port; and an adsorption member 21 provided between the gas introduction port and the gas detection element inside the housing, for adsorbing a non-inspection object gas flowing in from the gas introduction port. The adsorption member includes a region that is narrowed at a position closer to the gas detection element than a position far from there in the progression direction of the adsorbed non-detection object gas. The adsorption member is provided with a cone shaped part 23 that is progressively narrowed as it goes closer to the gas detection element.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非検出対象ガスを除去することができるガスセンサに関する。   The present invention relates to a gas sensor capable of removing a non-detection target gas.

ガスセンサは、メタンガス(CH)、プロパンガス(C)、一酸化炭素(CO)等のガス漏れや不完全燃焼の検出に用いられている。かかるガスセンサにてCO等を所定の温度領域で選択的に検知しようとすると、検出対象ガスと検知温度が近い非検出対象ガスである低沸点のアルコール類等を除去する必要がある。 The gas sensor is used for detecting gas leaks such as methane gas (CH 4 ), propane gas (C 3 H 8 ), carbon monoxide (CO), and incomplete combustion. In order to selectively detect CO or the like in a predetermined temperature range by such a gas sensor, it is necessary to remove low-boiling alcohols and the like, which are non-detection target gases whose detection temperature is close to the detection target gas.

そこで、感応部と、非検出対象ガスを除去するシリカゲルフィルタや活性炭からなる除去手段と、雰囲気の温度上昇により除去手段から放出される非検出対象ガスの感応部への流入を制限する流入制限板とを有する検知素子が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の検知素子は、感応部及び除去手段を内包するきょう体を備え、きょう体の上端側に測定雰囲気が感応部に接触するための開口が形成され、この開口を閉塞するように除去手段が設けられる。   Therefore, a sensitive part, a removing means made of a silica gel filter or activated carbon for removing the non-detection target gas, and an inflow limiting plate for limiting the inflow of the non-detection target gas released from the removing means due to a rise in the temperature of the atmosphere into the sensitive part. Is known (for example, refer to Patent Document 1). The detection element of Patent Document 1 includes a casing including a sensitive part and a removing unit, an opening is formed at an upper end side of the casing for a measurement atmosphere to contact the sensitive part, and the sensing element is removed so as to close the opening. Means are provided.

除去手段にあっては、きょう体が円筒状の場合、該円筒の内周面に沿って収まるように円柱状或いは円板状に形成される。開口部から非検出対象ガスが侵入した場合、その非検出対象ガスが除去手段で吸着され、感応部での誤作動を防止している。また、雰囲気の温度変化によって除去手段が吸着したアルコール等の非検出対象ガスを放出する場合、その放出を流入制限板によって制限している。   In the removing means, when the casing is cylindrical, the casing is formed in a columnar or disk shape so as to fit along the inner peripheral surface of the cylinder. When a non-detection target gas enters through the opening, the non-detection target gas is adsorbed by the removing means, thereby preventing malfunction of the sensitive portion. In addition, when the non-detection target gas such as alcohol adsorbed by the removing means is released due to the temperature change of the atmosphere, the release is restricted by the inflow restriction plate.

特許文献1の除去手段では、きょう体の開口側で非検出対象ガスを吸着し、その後、除去手段内で吸着したガス成分が開口側及び感応部側の両方向に進行して放出される。また、特許文献1では、除去手段が円柱状や円板状に形成されている。   In the removing means of Patent Literature 1, the non-detection target gas is adsorbed on the opening side of the casing, and thereafter, the gas component adsorbed in the removing means advances in both directions of the opening side and the sensitive section side and is released. Further, in Patent Document 1, the removing means is formed in a columnar or disk shape.

特開平10−197470号公報JP-A-10-197470

特許文献1の除去手段にあっては、円柱状や円板状に形成、つまり、上下方向に直交する断面が一様の面積になる形状とされるので、吸着した非検出対象ガスが感応部側に短時間で大量に進行して放出される。このため、感応部周りにおいて、吸着した非検出対象ガスの単位時間当たりの濃度が高くなって感応部の誤作動の原因になる、という問題がある。   In the removing means of Patent Document 1, the non-detection target gas adsorbed is formed in a column shape or a disk shape, that is, the cross section orthogonal to the vertical direction has a uniform area. It is released in a large amount in a short time to the side. For this reason, there is a problem in that the concentration of the non-detection target gas adsorbed per unit time around the sensitive part becomes high, which causes malfunction of the sensitive part.

しかも、除去手段にて吸着した非検出対象ガスが感応部側に大量に放出されることによって、きょう体の開口側での放出量が少なくなる。従って、これによっても、きょう体内の感応部側で非検出対象ガスが高濃度となり、感応部が誤作動を引き起こす原因になる、という問題がある。   Moreover, a large amount of the non-detection target gas adsorbed by the removing means is released to the sensitive portion side, so that the amount of the gas released at the opening side of the casing is reduced. Therefore, this also causes a problem that the non-detection target gas becomes high in concentration on the sensitive part side in the body and causes a malfunction of the sensitive part.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ガス検出素子での誤作動を抑制することができるガスセンサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a gas sensor that can suppress a malfunction in a gas detection element.

本発明におけるガスセンサは、ガス導入口が形成された筐体と、前記筐体内に配置されて前記ガス導入口から流入する検出対象ガスを検出するガス検出素子と、前記筐体内における前記ガス導入口と前記ガス検出素子との間に配置され、該ガス導入口から流入する非検出対象ガスを吸着する吸着部材とを備え、前記吸着部材は、吸着した非検出対象ガスの進行方向において、前記ガス検出素子に近い方が遠い方に比べて細くなる領域を備えていることを特徴とする。   The gas sensor according to the present invention includes a housing having a gas inlet formed therein, a gas detection element disposed in the housing to detect a gas to be detected flowing from the gas inlet, and the gas inlet in the housing. And an adsorbing member arranged between the gas detection element and adsorbing the non-detection target gas flowing from the gas inlet.The adsorbing member includes the gas in the traveling direction of the adsorbed non-detection target gas. It is characterized in that an area that is closer to the detection element is thinner than one that is farther away.

この構成によれば、吸着部材が上述のように細くなる領域を備えているので、吸着した非検出対象ガスがガス検出素子側に短時間で大量に放出されることを回避することができる。言い換えると、吸着した非検出対象ガスはゆっくりと少しずつガス検出素子側に放出されるようになり、ガス検出素子周りにおける非検出対象ガスの単位時間当たりの濃度を低く抑えてガス検出素子が誤作動することを防止することができる。   According to this configuration, since the adsorbing member is provided with the narrowed region as described above, it is possible to avoid a large amount of the adsorbed non-detection target gas being discharged to the gas detection element in a short time. In other words, the adsorbed non-detection target gas is slowly released little by little to the gas detection element side, and the concentration of the non-detection target gas around the gas detection element per unit time is kept low, causing the gas detection element to malfunction. Actuation can be prevented.

しかも、吸着した非検出対象ガスがガス検出素子側にゆっくりと少しずつ放出されることで、吸着部材のガス導入口側から筐体外部へ放出される非検出対象ガスの量を増やすことができる。これにより、吸着した非検出対象ガスのガス検出素子側への放出量を少なくすることができ、ガス検出素子周りにおける非検出対象ガスを低濃度としてガス検出素子の誤作動を防止することができる。   In addition, since the adsorbed non-detection target gas is slowly released little by little to the gas detection element side, the amount of the non-detection target gas released from the gas inlet side of the adsorption member to the outside of the housing can be increased. . Thus, the amount of the adsorbed non-detection target gas released to the gas detection element side can be reduced, and the concentration of the non-detection target gas around the gas detection element can be reduced to prevent malfunction of the gas detection element. .

このように、上記構成によれば、吸着部材で吸着した非検出対象ガスをゆっくりと少しずつガス検出素子側に放出する作用と、吸着部材のガス導入口側での吸着した非検出対象ガスの放出を促進する作用との2つの作用を同時に得ることができる。これにより、吸着した非検出対象ガスの放出に起因するガス検出素子の誤作動をより良く回避することが可能となる。   As described above, according to the above configuration, the action of slowly releasing the non-detection target gas adsorbed by the adsorbing member to the gas detection element side and the function of releasing the non-detection target gas adsorbed at the gas introduction port side of the adsorbing member are achieved. Two actions can be obtained simultaneously with the action of promoting the release. This makes it possible to better avoid malfunction of the gas detection element due to release of the adsorbed non-detection target gas.

本発明によれば、非検出対象ガスを吸着する吸着部材におけるガス検出素子に近い方が細く形成されるので、ガス検出素子周りにおける非検出対象ガスを低濃度にでき、ガス検出素子での誤作動を抑制することができる。   According to the present invention, the portion of the adsorbing member that adsorbs the non-detection target gas is formed thinner near the gas detection element, so that the concentration of the non-detection target gas around the gas detection element can be reduced, and an Operation can be suppressed.

第1の実施の形態に係るガスセンサの概略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a gas sensor according to a first embodiment. 第2の実施の形態に係るガスセンサの概略縦断面図である。It is an outline longitudinal section of a gas sensor concerning a 2nd embodiment. 第3の実施の形態に係るガスセンサの概略縦断面図である。It is an outline longitudinal section of a gas sensor concerning a 3rd embodiment.

[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist.

図1は、第1の実施の形態に係るガスセンサの概略縦断面図である。なお、以下の説明において、特に明示しない限り、「上」、「下」は、図1を基準として用いる。   FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of the gas sensor according to the first embodiment. In the following description, “up” and “down” are used with reference to FIG. 1 unless otherwise specified.

図1に示すように、ガスセンサ1は、筐体10内に配置されたガス検出素子2を備え、ガス漏れ警報器等のガス検出装置(不図示)に用いることが例示できる。ガス検出素子2は、詳細な構成の説明を省略するが、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加工により形成される半導体式のガスセンサの他、接触燃料式のガスセンサや電気化学式のガスセンサを例示できる。ガス検出素子2は、検出対象ガスとして、例えば、燃料用ガス(主成分はメタン、プロパン、ブタン)、燃料用ガスが不完全燃焼時に発生する一酸化炭素ガス、水素ガス等を検出する。   As shown in FIG. 1, the gas sensor 1 includes a gas detection element 2 disposed in a housing 10 and can be exemplified to be used for a gas detection device (not shown) such as a gas leak alarm. Although a detailed description of the configuration of the gas detection element 2 is omitted, a semiconductor fuel gas sensor formed by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) processing, a contact fuel gas sensor, or an electrochemical gas sensor can be exemplified. The gas detection element 2 detects, for example, a fuel gas (main component is methane, propane, butane), a carbon monoxide gas, a hydrogen gas, and the like generated when the fuel gas is incompletely burned, as the detection target gas.

筐体10は、ガス検出素子2が上面に固定される円板状のセンサベース11を備えている。センサベース11の下方からはリード端子12が突出しており、かかるリード端子12に不図示のガス検出装置における電源や制御手段が接続される。   The housing 10 includes a disc-shaped sensor base 11 to which the gas detection element 2 is fixed on the upper surface. A lead terminal 12 protrudes from below the sensor base 11, and a power supply and a control means in a gas detection device (not shown) are connected to the lead terminal 12.

筐体10は、円筒状をなすケース13を備えており、ケース13の下端側がセンサベース11の周縁に固定されてガス検出素子2の周囲を覆っている。ケース13の上端面には、ガスが流通する開口としてガス導入口14が形成されており、本実施の形態ではガス導入口14は円形に形成される。筐体10内のガス検出素子2は、ガス導入口14から流入する検出対象ガスを検出する。   The housing 10 includes a cylindrical case 13, and a lower end of the case 13 is fixed to a peripheral edge of the sensor base 11 and covers a periphery of the gas detection element 2. A gas inlet 14 is formed on the upper end surface of the case 13 as an opening through which gas flows. In the present embodiment, the gas inlet 14 is formed in a circular shape. The gas detection element 2 in the housing 10 detects a gas to be detected flowing from the gas inlet 14.

ガスセンサ1にあっては、筐体10内におけるガス導入口14とガス検出素子2との間に配置されるフィルタ20を更に備えている。フィルタ20は、ケース13の概略上半部に収容され、上端部がガス導入口14の近傍に配置されている。フィルタ20は、吸着部材21と、吸着部材21が充填されるフィルタケース22とを備えている。   The gas sensor 1 further includes a filter 20 disposed between the gas inlet 14 and the gas detection element 2 in the housing 10. The filter 20 is housed in a substantially upper half of the case 13, and the upper end is disposed near the gas inlet 14. The filter 20 includes a suction member 21 and a filter case 22 in which the suction member 21 is filled.

吸着部材21は、粒状(粉状、球状、破砕状)の活性炭を主体として構成されている。かかる活性炭は、気相においてファンデルワールス力による物理的吸着を行う。活性炭は、例えば、アルコール蒸気、シロキサン化合物、SOx、NOx、VOC類等といった、いわゆる雑ガスや酸性ガスと称される非検出対象ガスを吸着し、上述した検出対象ガスは吸着しない。また、吸着部材21は、活性炭と同性能で吸着を行うものであれば、シリカゲル、ゼオライト等の他の材料を用いてもよい。   The adsorbing member 21 is mainly composed of granular (powder, spherical, crushed) activated carbon. Such activated carbon performs physical adsorption by Van der Waals force in the gas phase. Activated carbon adsorbs non-detection target gases, such as so-called miscellaneous gases and acid gases, such as alcohol vapor, siloxane compounds, SOx, NOx, and VOCs, and does not adsorb the above-mentioned detection target gases. Further, as the adsorbing member 21, other materials such as silica gel and zeolite may be used as long as they adsorb with the same performance as activated carbon.

フィルタケース22は、特に限定されるものでないが、ステンレス等の金属を加工或いは成形することによって形成される。フィルタケース22は、上部開口22a及び下部開口22bを備え、上部開口22aより下部開口22bの方が小さい開口面積となる漏斗状に形成されている。従って、フィルタケース22内に充填される吸着部材21は、概略円錐状若しくは円錐台状となり、上下方向に直交する断面積がガス検出素子2側となる下方に向かって次第に縮小する形状に形成されている。言い換えると、吸着部材21は、ガス検出素子2に近付くに従って細くなる錐体形状部23を備えた形状に設けられている。   Although not particularly limited, the filter case 22 is formed by processing or molding a metal such as stainless steel. The filter case 22 has an upper opening 22a and a lower opening 22b, and is formed in a funnel shape in which the lower opening 22b has a smaller opening area than the upper opening 22a. Therefore, the adsorbing member 21 filled in the filter case 22 has a substantially conical shape or a truncated conical shape, and is formed in a shape in which the cross-sectional area orthogonal to the vertical direction gradually decreases toward the gas detection element 2 side. ing. In other words, the adsorbing member 21 is provided in a shape including the cone-shaped portion 23 that becomes thinner as approaching the gas detection element 2.

ここで、吸着部材21では、非検出対象ガスが吸着されると、その非検出対象ガスが上部開口22a及び下部開口22bに向かって進行して放出されるようになる。つまり、吸着部材21にて、吸着された非検出対象ガスの進行方向は上下方向となる。吸着部材21は、上述した錐体形状部23を備えた形状となるので、非検出対象ガスの進行方向(上下方向)において、ガス検出素子2に近い方(下方)が遠い方(上方)に比べて細くなる領域を備えている。   Here, when the non-detection target gas is adsorbed by the adsorption member 21, the non-detection target gas advances toward the upper opening 22a and the lower opening 22b and is released. That is, the traveling direction of the non-detection target gas adsorbed by the adsorption member 21 is the vertical direction. Since the adsorbing member 21 has a shape provided with the above-described cone-shaped portion 23, the direction closer to the gas detection element 2 (downward) is farther (upper) in the traveling direction (vertical direction) of the non-detection target gas. It has an area that is narrower than that.

なお、上部開口22aは、ガス導入口14より大きい平面形状に形成され、上部開口22aの内側にガス導入口14の全領域が収まるようになっている。   The upper opening 22a is formed in a planar shape larger than the gas inlet 14, and the entire area of the gas inlet 14 is accommodated inside the upper opening 22a.

ガスセンサ1は、筐体10内に配置される第1金属メッシュ31及び第2金属メッシュ32を更に備えている。第1金属メッシュ31は、ケース13の内部に取り付けられてガス導入口14を覆っている。第1金属メッシュ31とフィルタ20の上面との間には不織布33が介在され、第1金属メッシュ31と不織布33とで吸着部材21がガス導入口14側に漏れないように固定している。また、第2金属メッシュ32は、ケース13の内部であってフィルタ20の下部に取り付けられている。第2金属メッシュ32とフィルタ20の下面との間には不織布34が介在され、第2金属メッシュ32と不織布34とで吸着部材21がガス検出素子2側に落下しないように固定している。   The gas sensor 1 further includes a first metal mesh 31 and a second metal mesh 32 arranged in the housing 10. The first metal mesh 31 is attached inside the case 13 and covers the gas inlet 14. A nonwoven fabric 33 is interposed between the first metal mesh 31 and the upper surface of the filter 20, and the adsorption member 21 is fixed between the first metal mesh 31 and the nonwoven fabric 33 so as not to leak to the gas inlet 14 side. The second metal mesh 32 is mounted inside the case 13 and below the filter 20. A nonwoven fabric 34 is interposed between the second metal mesh 32 and the lower surface of the filter 20, and the adsorption member 21 is fixed between the second metal mesh 32 and the nonwoven fabric 34 so as not to drop to the gas detection element 2 side.

ガスセンサ1は、筐体10内におけるガス導入口14とガス検出素子2との間に配置されるアルコール酸化触媒36を更に備えている。アルコール酸化触媒36は、フィルタ20の下端面に接触、すなわち、フィルタケース22の下部開口22bを通じて吸着部材21に接触している。アルコール酸化触媒36は、アルコール蒸気を吸着して常温で分解するものであればよく、2−アザアダマンタン−N−オキシルを採用する他、粒状あるいはシート状の活性炭−Pt(白金)からなる酸化触媒を採用することができる。また、アルコール酸化触媒36としては、シート状の活性炭にPtを担持しても、ゼオライト、シリカゲル等の吸着剤にPtを担持してもよく、また活性炭−Pd、活性炭−RuO2、カーボンブラック−Pt、Fe2O3−Au、LaCoO3−Pt、LaCrO3−Pt、MnO2−CuO−Pt,MnO2−Pt等の酸化触媒でもよい。   The gas sensor 1 further includes an alcohol oxidation catalyst 36 disposed between the gas inlet 14 and the gas detection element 2 in the housing 10. The alcohol oxidation catalyst 36 is in contact with the lower end surface of the filter 20, that is, in contact with the adsorbing member 21 through the lower opening 22b of the filter case 22. The alcohol oxidation catalyst 36 may be any one that adsorbs alcohol vapor and decomposes at room temperature. In addition to using 2-azaadamantane-N-oxyl, an oxidation catalyst made of granular or sheet activated carbon-Pt (platinum) Can be adopted. As the alcohol oxidation catalyst 36, Pt may be supported on a sheet of activated carbon, Pt may be supported on an adsorbent such as zeolite or silica gel, or activated carbon-Pd, activated carbon-RuO2, carbon black-Pt may be used. Oxidation catalysts such as Fe2O3-Au, LaCoO3-Pt, LaCrO3-Pt, MnO2-CuO-Pt, and MnO2-Pt may be used.

アルコール酸化触媒36の平面サイズは、図示構成例では、ケース13の内周面に沿う大きさとしたが、内部に下部開口22bが収まるものであれば縮小してもよい。   In the illustrated configuration example, the planar size of the alcohol oxidation catalyst 36 is set along the inner peripheral surface of the case 13, but may be reduced as long as the lower opening 22b can be accommodated therein.

本実施の形態のガスセンサ1によるガス検知では、ガス導入口14を通じて検出対象ガスの他に、非検出対象ガスがケース13の内部に流入される。非検出対象ガスの大部分はフィルタ20の吸着部材21に吸着され、ガス検出素子2に到達するのは極微量とされる。検出対象ガスは極微量が吸着部材21に吸着されるものの、大部分が吸着部材21を通過してガス検出素子2に到達される。従って、ガスセンサ1では、吸着部材21によって非検出対象ガスが除去されることで、ガス検出素子2にて検出対象ガスが高精度に検出される。   In the gas detection by the gas sensor 1 of the present embodiment, a non-detection target gas flows into the case 13 through the gas inlet 14 in addition to the detection target gas. Most of the non-detection target gas is adsorbed by the adsorption member 21 of the filter 20, and reaches the gas detection element 2 in a very small amount. Although a very small amount of the gas to be detected is adsorbed by the adsorption member 21, most of the gas reaches the gas detection element 2 through the adsorption member 21. Therefore, in the gas sensor 1, the non-detection target gas is removed by the adsorption member 21, so that the detection target gas is detected with high accuracy by the gas detection element 2.

かかるガス検知において、非検出対象ガスが吸着部材21に吸着された場合、その非検出対象ガスは、フィルタ20のガス導入口14側及びガス検出素子2側の両側(上下両側)に経時的に進行して放出される。つまり、吸着された非検出対象ガスの一部はガス導入口14から放出され、その他の一部は筐体10内のガス検出素子2側に放出される。   In such gas detection, when a non-detection target gas is adsorbed by the adsorption member 21, the non-detection target gas is sequentially placed on both sides (upper and lower sides) of the filter 20 on the gas inlet 14 side and the gas detection element 2 side. Evolved and released. That is, a part of the adsorbed non-detection target gas is released from the gas inlet 14 and another part is released to the gas detection element 2 side in the housing 10.

ここで、本実施の形態のガスセンサ1におけるフィルタ20の作用、機能を説明するため、比較対象として従来構造を説明する。かかる従来構造では、非検出対象ガスを吸着する吸着部材が円柱状や円板状となり、上下方向に直交する断面が一様の面積に形成される。このため、吸着した非検出対象ガスがガス検出素子側に経時的に進行した後、ガス検出素子に向かって大量の非検出対象ガスが短時間で放出されることとなる。その結果、従来構造では、筐体内におけるガス検出素子周りで、非検出対象ガスの単位時間当たりの濃度が高くなり、メタンや一酸化炭素等を検出するガス検出素子に誤作動が生じ易くなる。   Here, in order to explain the function and function of the filter 20 in the gas sensor 1 of the present embodiment, a conventional structure will be described as a comparison object. In such a conventional structure, the adsorbing member for adsorbing the non-detection target gas has a columnar or disk shape, and a cross section orthogonal to the vertical direction has a uniform area. For this reason, after the adsorbed non-detection target gas progresses to the gas detection element with time, a large amount of the non-detection target gas is released toward the gas detection element in a short time. As a result, in the conventional structure, the concentration of the non-detection target gas per unit time increases around the gas detection element in the housing, and the gas detection element that detects methane, carbon monoxide, and the like easily malfunctions.

そこで、本実施の形態のフィルタ20では、上述のように吸着部材21が錐体形状部23を備えた形状としてガス検出素子2側に向かって次第に細くなる構成を採用している。この構成によれば、吸着部材21に吸着された非検出対象ガスは、ガス検出素子2側に放出されるにあたり、細くなった分、比較構造に比べてゆっくりと少しずつフィルタ20の下部開口22bから放出されるようになる。これにより、吸着した非検出対象ガスがガス検出素子2側に短時間で大量に放出されることを抑制することができる。この結果、筐体10内において、ガス検出素子2周りでの非検出対象ガスの単位時間当たりの濃度を低く抑え、ガス検出素子2が誤作動することを防止することができる。   Therefore, the filter 20 of the present embodiment employs a configuration in which the adsorbing member 21 has the conical shape 23 as described above and gradually becomes thinner toward the gas detection element 2 side. According to this configuration, when the non-detection target gas adsorbed by the adsorbing member 21 is released to the gas detection element 2 side, the lower opening 22b of the filter 20 is slowly and gradually reduced by a small amount as compared with the comparative structure. Will be released. Thereby, it is possible to suppress a large amount of the adsorbed non-detection target gas being released to the gas detection element 2 in a short time. As a result, in the housing 10, the concentration of the non-detection target gas around the gas detection element 2 per unit time can be suppressed low, and malfunction of the gas detection element 2 can be prevented.

更には、本実施の形態では、吸着部材21で吸着された非検出対象ガスがガス検出素子2側にゆっくりと少しずつ放出されるので、比較構造に比べてガス導入口14側から筐体10の外部に放出される非検出対象ガスの量を増やすことができる。従って、相対的に、非検出対象ガスのガス検出素子2側への放出量を少なくでき、ガス検出素子2周りにおける非検出対象ガスの低濃度化を通じてガス検出素子2の誤作動を防止することができる。   Further, in the present embodiment, the non-detection target gas adsorbed by the adsorbing member 21 is slowly released little by little to the gas detecting element 2 side. The amount of the non-detection target gas discharged to the outside of the device can be increased. Therefore, the amount of the non-detection target gas released to the gas detection element 2 side can be relatively reduced, and the malfunction of the gas detection element 2 can be prevented by reducing the concentration of the non-detection target gas around the gas detection element 2. Can be.

本実施の形態のフィルタ20では、ガス検出素子2周りにおける非検出対象ガスの単位時間当たりの濃度を低くするため、上述した二通りの作用を同時に奏するものである。つまり、一つは、吸着部材21で吸着した非検出対象ガスをゆっくりと少しずつガス検出素子2側に放出し、もう一つは、吸着部材21のガス導入口14側での放出量を増やしている。このように二つの作用が同時に得られるので、本実施の形態では、吸着した非検出対象ガスの放出に起因するガス検出素子2の誤作動をより良く回避することが可能となる。これにより、吸着部材が吸着したアルコール蒸気が高濃度となったり吸着量が多量になったりしても、ガス検出素子2で検知対象ガスを良好に検知することができる。   In the filter 20 of the present embodiment, in order to reduce the concentration of the non-detection target gas around the gas detection element 2 per unit time, the above two functions are simultaneously performed. That is, one is to slowly release the non-detection target gas adsorbed by the adsorbing member 21 to the gas detecting element 2 side slowly and gradually, and the other is to increase the amount of discharge at the gas inlet 14 side of the adsorbing member 21. ing. As described above, since the two functions can be obtained at the same time, in the present embodiment, it is possible to better avoid a malfunction of the gas detection element 2 due to the release of the adsorbed non-detection target gas. Thereby, even if the alcohol vapor adsorbed by the adsorbing member has a high concentration or a large amount of adsorption, the gas detection element 2 can detect the detection target gas satisfactorily.

また、本実施の形態では、アルコール酸化触媒36を設けたので、吸着部材21に吸着された非検出対象ガスがアルコール類を含んでいても、そのアルコール類を分解してガス検出素子2側へ放出されることを抑制することができる。しかも、アルコール酸化触媒36と吸着部材21の下端面とが接触するので、吸着部材21の下端面近傍で吸着状態となるアルコール類をアルコール酸化触媒36で分解することができる。これにより、吸着部材21から放出される前段階においても、アルコール類の分解を進行させることができ、ガス検出素子2側への放出をより良く抑制することができる。なお、別の形態として、アルコール酸化触媒36はフィルタ20の上端面に接触して設けられていても良いし、フィルタ20の上端面と下端面との双方に接触して設けられても良い。   Further, in the present embodiment, since the alcohol oxidation catalyst 36 is provided, even if the non-detection target gas adsorbed by the adsorption member 21 contains alcohols, the alcohols are decomposed to the gas detection element 2 side. Release can be suppressed. Moreover, since the alcohol oxidation catalyst 36 and the lower end surface of the adsorbing member 21 are in contact with each other, the alcohols in the adsorbed state near the lower end surface of the adsorbing member 21 can be decomposed by the alcohol oxidation catalyst 36. Thereby, even before the release from the adsorption member 21, the decomposition of the alcohol can be advanced, and the release to the gas detection element 2 side can be further suppressed. As another form, the alcohol oxidation catalyst 36 may be provided in contact with the upper end surface of the filter 20, or may be provided in contact with both the upper end surface and the lower end surface of the filter 20.

次に、本発明の前記以外の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、説明する実施の形態より前に記載された実施の形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いる場合があり、説明を省略若しくは簡略にする場合がある。   Next, other embodiments of the present invention will be described. Note that, in the following description, the same reference numerals may be used for components that are the same as or equivalent to the embodiment described before the embodiment to be described, and the description may be omitted or simplified.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について図2を参照して説明する。図2は、第2の実施の形態に係るガスセンサの概略縦断面図である。図2に示すように、第2の実施の形態では、第1の実施の形態に対し、吸着部材21が延長部25を備えた構成としている。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the gas sensor according to the second embodiment. As shown in FIG. 2, the second embodiment is different from the first embodiment in that the suction member 21 has an extension 25.

第2の実施の形態の吸着部材21では、第1の実施の形態に対し、錐体形状部23の上下寸法が約半分に設定され、錐体形状部23の下端に連なって延長部25が下方(ガス検出素子2側)に延在して形成されている。延長部25は、錐体形状部23とは上下反転した概略円錐状若しくは円錐台状をなし、上下方向に直交する断面積がガス検出素子2側となる下方に向かって次第に拡大する形状に形成されている。言い換えると、延長部25は、ガス検出素子2に近付くに従って太くなっている。   In the suction member 21 of the second embodiment, the vertical dimension of the cone-shaped portion 23 is set to about half that of the first embodiment, and the extension 25 is connected to the lower end of the cone-shaped portion 23. It is formed to extend downward (on the gas detection element 2 side). The extension portion 25 has a substantially conical shape or a truncated cone shape that is inverted upside down from the cone-shaped portion 23, and is formed in such a shape that a cross-sectional area orthogonal to the vertical direction gradually increases toward the gas detection element 2 side. Have been. In other words, the extension part 25 becomes thicker as it approaches the gas detection element 2.

なお、延長部25の上部においては、上下方向に直交する断面積が同一断面積となる領域を有するが、かかる領域の形成を省略してもよい。また、フィルタケース22は、吸着部材21の外周面形状に応じた形状に形成される。   In the upper part of the extension portion 25, there is a region where the cross-sectional area orthogonal to the vertical direction has the same cross-sectional area, but the formation of such a region may be omitted. Further, the filter case 22 is formed in a shape corresponding to the shape of the outer peripheral surface of the suction member 21.

このような第2の実施の形態によっても、錐体形状部23にて第1の実施の形態と同様の作用を得ることができ、ガス検出素子2周りにおける非検出対象ガスの低濃度化を通じてガス検出素子2の誤作動を防止することができる。また、吸着部材21が延長部25によりガス検出素子2側に向かって太く形成されることで、吸着部材21自体の体積を大きくすることができ、非検出対象ガスの吸着量を増大させることができる。   According to the second embodiment as well, the same operation as that of the first embodiment can be obtained in the cone-shaped portion 23, and the concentration of the non-detection target gas around the gas detection element 2 can be reduced. Malfunction of the gas detection element 2 can be prevented. Further, since the adsorbing member 21 is formed thicker toward the gas detection element 2 by the extension portion 25, the volume of the adsorbing member 21 itself can be increased, and the amount of adsorption of the non-detection target gas can be increased. it can.

[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について図3を参照して説明する。図3は、第3の実施の形態に係るガスセンサの概略縦断面図である。図3に示すように、第3の実施の形態では、円柱状に形成した吸着部材27に複数の溝28を形成している。各溝28は、上下方向に対して直交(交差)する方向に延在し、図3の断面視にて、一端が吸着部材27の外周面に達し、他端が吸着部材21内に位置するように形成される。また、各溝28は、上下方向にて互い違いになるように形成され、吸着した非検出対象ガスの進行方向を蛇行させている。この蛇行する非検出対象ガスの進行方向において、非検出対象ガスの吸着における初期段階では、吸着部材27の上面全体で非検出対象ガスが吸着される。吸着された非検出対象ガスが吸着部材27内をガス検出素子2側に進行する場合、溝28によって区切られて吸着部材27の上面より狭い領域を蛇行して進行する。従って、第3の実施の形態における吸着部材27にあっても、吸着した非検出対象ガスの進行方向において、ガス検出素子2に近い方が遠い方に比べて細くなる領域を備えている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of the gas sensor according to the third embodiment. As shown in FIG. 3, in the third embodiment, a plurality of grooves 28 are formed in a columnar suction member 27. Each groove 28 extends in a direction orthogonal (intersecting) to the up-down direction, and one end reaches the outer peripheral surface of the suction member 27 and the other end is located inside the suction member 21 in a cross-sectional view of FIG. It is formed as follows. The grooves 28 are formed so as to be alternated in the vertical direction, and meander the traveling direction of the adsorbed non-detection target gas. In the initial stage of the adsorption of the non-detection target gas in the meandering direction of the non-detection target gas, the non-detection target gas is adsorbed on the entire upper surface of the adsorption member 27. When the adsorbed non-detection target gas travels inside the adsorption member 27 toward the gas detection element 2, it travels in a meandering manner in a region narrower than the upper surface of the adsorption member 27, being partitioned by the groove 28. Therefore, even in the adsorption member 27 according to the third embodiment, there is provided a region where the direction closer to the gas detection element 2 is narrower in the traveling direction of the adsorbed non-detection target gas than in the direction farther away.

なお、フィルタケース22は、吸着部材27の外周面形状に応じた円筒形状に形成される。   The filter case 22 is formed in a cylindrical shape corresponding to the outer peripheral surface shape of the suction member 27.

このような第3の実施の形態によっても、溝28が形成された吸着部材27にて第1の実施の形態と同様の作用を得ることができ、ガス検出素子2周りにおける非検出対象ガスの低濃度化を通じてガス検出素子2の誤作動を防止することができる。   According to the third embodiment as well, the same operation as in the first embodiment can be obtained by the suction member 27 in which the groove 28 is formed, and the non-detection target gas around the gas detection element 2 can be obtained. The malfunction of the gas detection element 2 can be prevented through the reduction in concentration.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various changes. In the above-described embodiment, the size, shape, direction, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited thereto, and can be appropriately changed without departing from the effects of the present invention. In addition, the present invention can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、第1及び第2の実施の形態において、吸着部材21の錐体形状部23の形状は、ガス検出素子2が近付くに従って細くなる形状であれば、概略角錐状若しくは角錐台状にする等、種々の変更が可能である。   For example, in the first and second embodiments, the shape of the cone-shaped portion 23 of the adsorbing member 21 may be approximately a pyramid or a truncated pyramid if the shape becomes narrower as the gas detection element 2 approaches. Various changes are possible.

また、上記各実施の形態において、アルコール酸化触媒36を省略した構成を採用することを妨げるものでない。   Further, in each of the above embodiments, it does not prevent adoption of a configuration in which the alcohol oxidation catalyst 36 is omitted.

また、上記各実施の形態において、筐体10内におけるガス導入口14とガス検出素子2との間、例えば、フィルタ20の下端面に接する位置にガス選択透過膜を設けてもよい。ガス選択透過膜は、多孔性セラミックまたは多孔性ガラスによって構成され、その孔径が検出対象ガスの通過を許容し、非検出対象ガスの通過を規制するように設定される。かかるガス選択透過膜を設けることによっても、ガス検出素子2周りにおける非検出対象ガスの低濃度化を通じてガス検出素子2の誤作動を防止することができる。   In each of the above embodiments, a gas selective permeable membrane may be provided between the gas inlet 14 and the gas detection element 2 in the housing 10, for example, at a position in contact with the lower end surface of the filter 20. The gas selective permeable membrane is made of porous ceramic or porous glass, and its pore size is set so as to allow the passage of the gas to be detected and regulate the passage of the gas not to be detected. By providing such a gas selective permeable membrane, malfunction of the gas detection element 2 can be prevented through lowering the concentration of the non-detection target gas around the gas detection element 2.

1 ガスセンサ
2 ガス検出素子
10 筐体
14 ガス導入口
21 吸着部材
23 錐体形状部
25 延長部
27 吸着部材
28 溝
36 アルコール酸化触媒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor 2 Gas detection element 10 Housing 14 Gas inlet 21 Adsorption member 23 Conical shape part 25 Extension part 27 Adsorption member 28 Groove 36 Alcohol oxidation catalyst

Claims (8)

ガス導入口が形成された筐体と、
前記筐体内に配置されて前記ガス導入口から流入する検出対象ガスを検出するガス検出素子と、
前記筐体内における前記ガス導入口と前記ガス検出素子との間に配置され、該ガス導入口から流入する非検出対象ガスを吸着する吸着部材とを備え、
前記吸着部材は、吸着した非検出対象ガスの進行方向において、前記ガス検出素子に近い方が遠い方に比べて細くなる領域を備えていることを特徴とするガスセンサ。
A housing in which a gas inlet is formed,
A gas detection element that is arranged in the housing and detects a detection target gas flowing from the gas introduction port,
An adsorbing member arranged between the gas inlet and the gas detection element in the housing and adsorbing a non-detection target gas flowing from the gas inlet is provided.
The gas sensor according to claim 1, wherein the adsorbing member has an area that is narrower in a direction in which the adsorbed non-detection target gas advances than in a direction far from the gas detection element.
前記吸着部材は、前記ガス検出素子に近付くに従って細くなる錐体形状部を備えていることを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。   The gas sensor according to claim 1, wherein the suction member includes a cone-shaped portion that becomes thinner as approaching the gas detection element. 前記吸着部材は、前記錐体形状部に連なって前記ガス検出素子側に延びる延長部を備えていることを特徴とする請求項2に記載のガスセンサ。   3. The gas sensor according to claim 2, wherein the suction member includes an extension extending from the cone-shaped portion toward the gas detection element. 4. 前記延長部は、前記ガス検出素子に近付くに従って太くなる錐体形状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のガスセンサ。   4. The gas sensor according to claim 3, wherein the extension portion is formed in a cone shape that becomes thicker as approaching the gas detection element. 5. 前記吸着部材には溝が形成され、該溝によって吸着した非検出対象ガスの進行方向を蛇行させていることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載のガスセンサ。   The gas sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein a groove is formed in the adsorption member, and a traveling direction of the non-detection target gas adsorbed by the groove is meandering. 前記筐体内における前記ガス導入口と前記ガス検出素子との間にアルコール酸化触媒を設けたことを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れかに記載のガスセンサ。   The gas sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein an alcohol oxidation catalyst is provided between the gas inlet and the gas detection element in the housing. 前記アルコール酸化触媒は、2−アザアダマンタン−N−オキシル、又は、白金を担持した活性炭により構成されていることを特徴とする請求項6に記載のガスセンサ。   The gas sensor according to claim 6, wherein the alcohol oxidation catalyst is made of activated carbon carrying 2-azaadamantane-N-oxyl or platinum. 前記筐体内における前記ガス導入口と前記ガス検出素子との間にガス選択透過膜を設けたことを特徴とする請求項1ないし請求項7の何れかに記載のガスセンサ。   The gas sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein a gas selective permeable membrane is provided between the gas inlet and the gas detection element in the housing.
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