JP2661592B2 - 吸引型隔膜式ガス検知器およびガス検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス検知器およびガス検
知方法に係り、特に迅速にガス漏洩を検知する吸引型隔
膜式ガス検知器の構造およびそれを用いたガス検知方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の製造工程においては、
種々の毒性、可燃性、自然性、腐食性等の危険性を有す
るガスを用いている。これらのガスが漏洩した場合、人
体及び設備等に及ぼす被害は重大なものとなる。このた
め半導体の製造ラインでは危険性を有するガスが漏洩す
る可能性のある箇所（以下、検出端部、と称す）に吸引
型隔壁式ガス検知器（以下、ガス検知器、と称す）を用
いてガス漏洩の検知を行っている。

【０００３】まず初めに、図５を用いて従来のガス検知
器の使用方法の一例を説明する。前記の様な危険性を有
するガスは、通常シリンダーキャビネット内に収納され
たガスボンベからガス使用設備まで数ｍから数十ｍの長
さのＳＵＳ製のガス配管１７を用いて供給している。ガ
ス配管１７の継手部１８からはガスが漏洩する可能性が
高いため継手部１８を塩ビ等により成る二重配管１９で
囲い、隙間がない様にシール材等で密閉構造としてい
る。検出端部２０である継手部１８からガスが漏洩した
場合、漏洩ガスは二重配管１９よりチューブ４を通して
ガス検知器１内の備えられた吸引ポンプ３によりガス検
知器１まで移送され、検知部２によりガス漏洩を検知す
る。

【０００４】次に、従来のガス検知器の構造を説明す
る。ガス検知器１は図５に示す様にガス検知部２及び吸
引ポンプ３から構成される。

【０００５】図２にガス検知部の詳細を示す。ガス検知
部２は漏洩ガスの濃度を検知するセンサー部５とガスが
通過する流路部１０とから構成される。センサー部５は
隔膜６及び電解液７及び第１の電極８及び第２の電極９
等から構成されている。第１の電極８及び第２の電極９
は容器内に満たされた電解液７内に挿入されている。図
示しないが第１の電極８と第２の電極９間にはある一定
電圧を印加できる構造となっている。そして、流路部１
０とセンサー部５は隔膜６を介して接している。

【０００６】図６はセンサー部５の隔膜６と流路部１０
の従来技術の位置関係を示す構成図である。

【０００７】この様な従来のガス検知器１でガス漏洩の
検知を行うには、まず図５に示すように、ガス漏洩の可
能性のある検出端部２０とガス検知器１をチューブ４に
て配管接続し、漏洩ガスを吸引してガス検知器１まで移
送する。移送された漏洩ガスは図２及び図６に示すガス
流路部１０を通過する時、隔膜６を透過し電解液７に浸
透する。電解液７内に設置された第１の電極８、第２の
電極９に電圧を印加すると電極上で酸化還元反応が起こ
り電極間に電流が流れる。この電流値をモニターする事
によりガスの漏洩を検知する事ができる。さらに設定漏
洩濃度以上の漏洩が発生した場合、図示していない警報
器により警報等の安全機構を動作することができる。

【０００８】また、特開平２−１１５７４２号公報に拡
散型ガス検知器と吸引型ガス検知器をシステムとして組
み込み、ガス変動の大きい臭気ガス発生源に対して常に
安定かつ高精度なガス検知を行うことができる臭気ガス
の計測装置が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のガス検知器では
検出端部からガス検知器までの距離が数ｍから数十ｍと
長く、配管径約６ｍｍ程度のチューブを使用して配管し
ていることから、検知器内の数百ｍｌ／ｍｉｎのポンプ
で吸引した場合、抵抗が大きく漏洩ガスがガス検知器に
到達するまで時間がかかり、漏洩発生時点から漏洩検知
までの応答時間が長くなるという問題があった。

【００１０】漏洩発生時点から漏洩検知までの応答時間
を早めるためには、ポンプの排気速度を上げて、チュー
ブ内を通過するガスの流速を上げることが考えられる
が、流速を上げると流路部から隔膜にかかる浸透圧が下
がり、漏洩ガスが電解液に浸透しにくくなり、検出感度
が低下してしまう。

【００１１】検出感度を向上させる一手段として、ポン
プの前段にバルブを設け、バルブの開閉により、漏洩ガ
スの吸引時間と滞留時間を設け、漏洩ガスが滞留してい
る時間内に隔膜を通して電解液に浸透させガス漏洩を検
知することが考えられる。しかし、この方法は漏洩ガス
の検出感度は向上するが、ガスを吸引していない時間が
生じるため応答性が低下してしまう問題があった。

【００１２】また、特開平２−１１５７４２号公報に示
すように、拡散型ガス検知器と吸引型ガス検知器を用い
てシステムを組み込む方式は全体として大型となり、半
導体製造ラインのように複数台を使用する場合は価格的
にも高価なものとなってしまうという問題を有する。ま
た滞留部（充填チャンバ）が一つしかないため、滞留部
のガスの入れ替え時には拡散型センサによるガス検出が
行えないという問題をも有する。

【００１３】したがって本発明の目的は、応答性および
検出感度が向上し、コンパクトで低廉化が可能である吸
引型隔膜式ガス検知器およびそれを用いたガス検知方法
を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ガス検
知部及び吸引用ポンプを有する吸引型隔膜式ガス検知器
において、隔膜と電解液と電極とを具備するガス検知部
を共有するように第１および第２のガス流路部を配し、
前記第１のガス流路部のガス流入側に第１の逆流防止バ
ルブを設け、前記第１のガス流路部のガス流出側に第１
の吸引ストップバルブを設け、前記第２のガス流路部の
ガス流入側に第２の逆流防止バルブを設け、前記第２の
ガス流路部のガス流出側に第２の吸引ストップバルブを
設け、前記第１の逆流防止バルブのガス流入側と前記第
２の逆流防止バルブのガス流入側は共通の検出端部から
チューブにより接続されている吸引型隔膜式ガス検知器
にある。

【００１５】本発明の他の特徴は、前記第１の逆流防止
バルブおよび前記第１の吸引ストップバルブが開となっ
て前記第１のガス流路部が吸引状態の時には前記第２の
逆流防止バルブおよび前記第２の吸引ストップバルブが
閉となって前記第２のガス流路部が滞留状態となり、前
記第１の逆流防止バルブおよび前記第１の吸引ストップ
バルブが閉となって前記第１のガス流路部が滞留状態の
時には前記第２の逆流防止バルブおよび前記第２の吸引
ストップバルブが開となって前記第２のガス流路部が吸
引状態となり、この開閉動作を交互に繰り替えしてガス
を前記ガス検知部により検知する、上記吸引型隔膜式ガ
ス検知器によるガス検知方法にある。

【００１６】

【作用】このような本発明によれば、ガス検知部内のど
ちらか一方のガス流路部が滞留状態となって漏洩ガスは
確実に隔膜を通して電解液に浸透しガス漏洩を検知でき
るようにするとともに、同時に他方のガス流路部を通し
て常時ガスを吸引することができるから、常にガス検知
部に漏洩ガスを移送し、ガス検知器の検知感度及び応答
性が向上する。また、一つのガス検知部すなわち一つの
隔膜に対して二つのガス流路部を配しているから全体が
コンパクトの低コストの装置になり、さらに両バルブを
スイッチさせ必ずどちらかの流路が常に滞留状態として
ガス検知が可能であるから、滞留部のガスの入れ替え時
にガス検知が一時停止するようなことがなく、ガス検知
を連続的に行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１８】初めに本発明の実施例の構成について図
１、図２、図３を用いて説明する。

【００１９】図３に検出端部がガス配管の継手部である
場合の本発明の実施例のガス検知器と検出端部の位置関
係を示す。危険性を有するガスが流れるガス配管１７の
継手部１８を二重配管１９とし、その二重配管１９内が
検出端部となる。この二重配管１９は塩ビ、ＳＵＳ等で
造られ、隙間がない様にシール材等で密閉された構造で
ある。ガス検知器１と検出端部２０はチューブ４により
配管接続されている。ガス検知器１はガス検知部２及び
吸引ポンプ３及び第１の逆流防止バルブ１３及び第２の
逆流防止バルブ１４及び第１の吸引ストップバルブ１５
及び第２の吸引ストップバルブ１６から構成されてい
る。

【００２０】図２はガス検知部２の詳細を示す。ガス検
知部２はガスの濃度を検知するセンサー部５とこれを共
有してそれぞれガスが通過する第１および第２のガス流
路部１１，１２とを具備して構成される。センサー部５
は隔膜６と電解液７と電解液７に浸された第１の電極８
及び第２の電極９から構成されている。図示しないが第
１の電極８と第２の電極９間にはある一定電圧を印加で
きる構造となっている。また、第１および第２の流路部
１１，１２とセンサー部５は共有する隔膜６を介して接
している。

【００２１】図１はセンサー部５の隔膜６と第１のガス
流路部１１，第２のガス流路部１２，第１の逆流防止バ
ルブ１３，第２の逆流防止バルブ１４，第１の吸引スト
ップバルブ１５および第２の吸引ストップバルブ１６と
の位置関係を示す構成図である。

【００２２】ガス流路部は第１のガス流路部１１および
第２のガス流路部１２の２室から構成されており、一つ
の隔膜６を介して電解液７及び第１の電極８及び第２の
電極９を共有する構造となっている。そして第１のガス
流路部１１の前段には第１の逆流防止バルブ１３、後段
には第１の吸引ストップバルブ１５を備え、第２のガス
流路部１２の前段には第２の逆流防止バルブ１４、後段
には第２の吸引ストップバルブ１６を備えている。

【００２３】次ぎに本実施例のガス漏洩検知の動作につ
いて説明する。ガス配管１７の継手部１８から漏洩した
ガスは二重配管１９よりチューブ４を通してガス検知器
１内に備えられた吸引用ポンプ３によりガス検知器１ま
で移送される。

【００２４】この時、第１の逆流防止バルブ１３、第１
の吸引ストップバルブ１５、第２の逆流防止バルブ１
４、第２の吸引ストップバルブ１６の各バルブの動作を
切り替える。

【００２５】図４のタイミングチャートに示すように、
第１の逆流防止バルブ１３及び第１の吸引ストップバル
ブ１５が開の時には第２の逆流防止バルブ１４及び第２
の吸引ストップバルブ１６が閉となり、第１の逆流防止
バルブ１３及び第１の吸引ストップバルブ１５が閉の時
には第２の逆流防止バルブ１４及び第２の吸引ストップ
バルブ１６が開となる様に動作を切り替える。

【００２６】このバルブの動作により、ガスが第１のガ
ス流路部１１を通して吸引されている吸引状態の間は第
２のガス流路部１２がガスの滞留状態となり、第２のガ
ス流路部１２を通して吸引されている吸引状態の間は第
１のガス流路部１１がガスの滞留状態となる。すなわち
検知部内のガス流路部にガスの滞留状態と吸引状態が必
ず形成される構造となる。

【００２７】ガスが第１のガス流路部１１または第２の
ガス流路部１２を通過する間または滞留している間に、
隔膜６を透過し電解液７に浸透する。さらに、吸引ポン
プ３の排気速度を上げても滞留状態から確実に隔膜６を
通して電解液７に浸透しガス漏洩を検知できる。また、
第１のガス流路部１１または第２のガス流路部１２のど
ちらか片方のガス流路部を通して常時ガスを移送してい
るため、応答性が低下することはない。

【００２８】ガス浸透した電解液７内に設置された第１
の電極８、第２の電極９に電圧を印加すると電極上で酸
化還元反応が起こり電極間に電流が流れる。この電流値
をモニターする事によりガスの漏洩を検知する事ができ
る。さらに設定漏洩濃度以上の漏洩が発生した場合、図
示していない警報器により警報等の安全機構を動作する
ことができる。

【００２９】以上説明した様に、ポンプの排気速度を上
げても浸透圧を十分に保つことが可能になり、検出感度
を低下させることがなく確実にガス漏洩を検知でき、ま
た、検出端部２０からガス検知器１までの距離を長くし
ても、漏洩検知までの応答時間を短くすることができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の吸引型隔膜
式ガス検知器およびその検知方法によれば、検知部内の
２室のガス流路部が吸引状態と滞留状態を交互に切り替
わる構造を持つことにより、検出端部からガス検知器ま
での距離が長くても、検知感度を低下させることなく、
漏洩発生時点から短時間にガス漏洩を検知できるガス検
知器とすることができる。

【００３１】また、一つの隔膜に対し二つのガス流路部
を配し、それぞれの逆流ストップバルブ及び吸引ストッ
プバルブにピエゾエレメント等を用いることによりガス
検知器の小型化を計ることができ、安価に供給すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の吸引型隔膜式ガス検知器の一
部を示す構成図である。

【図２】吸引型隔膜式ガス検知器のガス検知部を示す断
面図である。

【図３】本発明の実施例の吸引型隔膜式ガス検知器と検
出端部との位置関係を示す構成図である。

【図４】本発明の実施例の吸引型隔膜式ガス検知器のバ
ルブ動作とガス流路部の状態を示すタイミングチャート
である。

【図５】従来技術の吸引型隔膜式ガス検知器と検出端部
との位置関係を示す構成図である。

【図６】従来技術の吸引型隔膜式ガス検知器の一部を示
す構成図である。

【符号の説明】

１ ガス検知器 ２ ガス検知部 ３ 吸引用ポンプ ４ チューブ ５ センサー部 ６ 隔膜 ７ 電解液 ８ 第１の電極 ９ 第２の電極 １０ ガス流路部 １１ 第１のガス流路部 １２ 第２のガス流路部 １３ 第１の逆流防止バルブ １４ 第２の逆流防止バルブ １５ 第１の吸引ストップバルブ １６ 第２の吸引ストップバルブ １７ ガス配管 １８ 継手部 １９ 二重配管 ２０ 検出端部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス検知部及び吸引用ポンプを有する吸
   引型隔膜式ガス検知器において、隔膜と電解液と電極と
   を具備するガス検知部を共有するように第１および第２
   のガス流路部を配し、前記第１のガス流路部のガス流入
   側に第１の逆流防止バルブを設け、前記第１のガス流路
   部のガス流出側に第１の吸引ストップバルブを設け、前
   記第２のガス流路部のガス流入側に第２の逆流防止バル
   ブを設け、前記第２のガス流路部のガス流出側に第２の
   吸引ストップバルブを設け、前記第１の逆流防止バルブ
   のガス流入側と前記第２の逆流防止バルブのガス流入側
   は共通の検出端部からチューブにより接続されているこ
   とを特徴とする吸引型隔膜式ガス検知器。
2. 【請求項２】 前記第１の逆流防止バルブおよび前記第
   １の吸引ストップバルブが開となって前記第１のガス流
   路部が吸引状態の時には前記第２の逆流防止バルブおよ
   び前記第２の吸引ストップバルブが閉となって前記第２
   のガス流路部が滞留状態となり、前記第１の逆流防止バ
   ルブおよび前記第１の吸引ストップバルブが閉となって
   前記第１のガス流路部が滞留状態の時には前記第２の逆
   流防止バルブおよび前記第２の吸引ストップバルブが開
   となって前記第２のガス流路部が吸引状態となり、この
   開閉動作を交互に繰り替えしてガスを前記ガス検知部に
   より検知することを特徴とする請求項１記載の吸引型隔
   膜式ガス検知器によるガス検知方法。