JP3398320B2 - Gas sensor device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はガスセンサ装置に関
し、更に詳細には酸化触媒に接触させた煙道ガス中の特
定の酸化成分の濃度等を測定するガスセンサ装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas sensor device, and more particularly to a gas sensor device for measuring the concentration of a specific oxidizing component in a flue gas in contact with an oxidation catalyst.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ボイラーやエンジンから排出される煙道
ガス中のＳＯX 、ＮＯX 、ＣＯX の濃度等をオンライン
で知ることは、ボイラーやエンジン等の現状を把握する
ことが可能であるのみならず、周辺環境管理のためにも
必要である。ここで、例えば、ガス中のＳＯ3 の濃度等
を検出するガスセンサ装置としては、図５に示すガスセ
ンサ装置が使用される。図５に示すガスセンサ装置のガ
スセンサであるセンサ素子には、特開平６−３０８０７
６号公報等において提案されているものを使用できる。
すなわち、イットリア安定化ジルコニアセラミックス等
の固定電解質の基材１２の検知するガス（煙道ガス）と
接触する一面側に、硫酸銀を含む硫酸塩の混合体１４と
銀電極１６とから成る検知電極１３が設けられていると
共に、基材１２の空気と接触する他面側に白金から成る
参照電極１８が設けられている。2. Description of the Related Art Knowing the concentration of SO X , NO X , CO X in flue gas discharged from a boiler or an engine on-line can only grasp the current situation of the boiler or the engine. Of course, it is also necessary for managing the surrounding environment. Here, for example, the gas sensor device shown in FIG. 5 is used as the gas sensor device for detecting the concentration of SO 3 in the gas. The sensor element which is the gas sensor of the gas sensor device shown in FIG. 5 is disclosed in JP-A-6-30807.
It is possible to use those proposed in Japanese Patent No.
That is, a sensing electrode comprising a mixture 14 of a sulfate containing silver sulfate and a silver electrode 16 on one surface side of a substrate 12 of a fixed electrolyte such as yttria-stabilized zirconia ceramic which comes into contact with a gas (flue gas) to be detected. 13 is provided, and a reference electrode 18 made of platinum is provided on the other surface side of the base material 12 that comes into contact with air.
【０００３】かかるセンサ素子１０の参照電極１８は、
ＳＯ3 を含む検知ガスと隔離して常に空気との接触がな
されるように、空気が矢印Ｂ方向から送りこまれる筒体
２０が基材１２に融着ガラスによって接合されている。
また、前記のような煙道ガスと空気とを隔離するように
設けた、いわゆる封止型のガスセンサ装置に対して、煙
道ガスを検知電極１３と参照電極１８の両方に接触させ
るようにリークさせた、いわゆる投げ込み型のガスセン
サ装置もある。この投げ込み型のガスセンサ装置でも、
前記のように検知電極１３（副電極）が硫酸塩の混合体
１４と銀電極１６とから成り、ガス中のＳＯ3 の濃度を
検出する場合等では、そのＳＯ3 濃度（特定の酸化成分
の濃度）等を好適に検出できる。これは、酸素分圧が検
知電極１３と参照電極１８の両側で等しくなり、その影
響を受けず、一方、副電極（検知電極１３）の作用によ
って、次に説明するように起電力が好適に発生すること
による。The reference electrode 18 of the sensor element 10 is
A cylindrical body 20 into which air is sent in from the direction of arrow B is bonded to the base material 12 by means of fused glass so as to be kept in contact with air while being isolated from the detection gas containing SO 3 .
In addition, a so-called sealed gas sensor device provided so as to separate the flue gas from the air as described above is leaked so that the flue gas contacts both the detection electrode 13 and the reference electrode 18. There is also a so-called throw-in type gas sensor device. Even with this throw-in type gas sensor device,
As described above, the detection electrode 13 (sub-electrode) is composed of the sulfate mixture 14 and the silver electrode 16, and when detecting the concentration of SO 3 in the gas, the SO 3 concentration (specific oxidation component (Concentration) and the like can be suitably detected. This is because the oxygen partial pressure is equal on both sides of the detection electrode 13 and the reference electrode 18 and is not affected by it, while the electromotive force is suitably adjusted by the action of the auxiliary electrode (detection electrode 13) as described below. It depends on what happens.
【０００４】ここで、上記ガスセンサ装置のガス濃度
（例としてＳＯ3 の濃度）の検出原理について説明す
る。センサ素子１０は、その検知電極１３にＳＯ3 を含
む検知ガスが接触した場合、下記に示す〔化１〕に示す
反応が惹起されてＳＯ3 が検知される。The principle of detecting the gas concentration (for example, the concentration of SO 3 ) of the gas sensor device will be described. When the detection electrode 13 of the sensor element 10 is contacted with a detection gas containing SO 3 , the reaction shown in [Chemical Formula 1] below is induced to detect SO 3 .
【化１】
この反応のうち、銀電極１６では下記〔化２〕に示す反
応が惹起され、混合体１４では〔化３〕の反応が惹起さ
れる。更に、基材１２でも〔化４〕の反応が惹起され
る。[Chemical 1] Among these reactions, the reaction shown in the following [Chemical formula 2] is caused at the silver electrode 16 and the reaction of [Chemical formula 3] is caused at the mixture 14. Further, the reaction of [Chemical Formula 4] is also induced in the substrate 12.
【化２】 [Chemical 2]
【化３】 [Chemical 3]
【化４】 [Chemical 4]
【０００５】この様に、図５に示すセンサ素子１０で
は、検知ガス中のＳＯ3 が検知されるのみであるため、
ＳＯ2 等のＳＯ3 よりも酸化状態が低い成分（以下、低
次酸化成分と称することがある）を検知できない。この
ため、ＳＯ2 等の低次酸化成分をＳＯ3 に酸化した後、
センサ素子１０によってＳＯ3 の濃度等を測定する必要
がある。このため、図５に示すガスセンサ装置では、Ｓ
Ｏ2 等の低次酸化成分を含む煙道ガスを矢印Ａ方向から
センサ素子１０に導入する導入管２２に、酸化触媒とし
て白金ワイヤ１００等を挿入しておき、ＳＯ2 等の低次
酸化成分をＳＯ3 に酸化することが行われている。As described above, in the sensor element 10 shown in FIG. 5, since only SO 3 in the detection gas is detected,
Components such as SO 2 whose oxidation state is lower than that of SO 3 (hereinafter sometimes referred to as low-order oxidation components) cannot be detected. For this reason, after oxidizing lower-order oxidizing components such as SO 2 to SO 3 ,
It is necessary to measure the concentration of SO 3 and the like by the sensor element 10. Therefore, in the gas sensor device shown in FIG.
A platinum wire 100 or the like is inserted as an oxidation catalyst into an inlet pipe 22 for introducing a flue gas containing a low-order oxidizing component such as O 2 into the sensor element 10 from the direction of arrow A, and a low-order oxidizing component such as SO 2 is inserted. Is oxidized to SO 3 .
【０００６】図５に示すガスセンサ装置によれば、煙道
ガス中の硫黄成分をＳＯ3 に換算して精度よく測定でき
る。また、混合体１４に混合する成分として、例えば炭
酸塩を用いるとＣＯX を測定でき、硝酸塩を用いるとＮ
ＯX を測定できる。このように、ＳＯX 、ＮＯX 、ＣＯ
X のいずれを測定するにも、煙道ガス中に含まれている
ＳＯ2 成分等の低次酸化成分を、白金等の酸化触媒に接
触させてＳＯ3 等の酸化状態の高い成分（以下、高次酸
化成分と称することがある）に酸化することが必要であ
る。According to the gas sensor device shown in FIG. 5, the sulfur component in the flue gas can be converted into SO 3 and measured accurately. Further, as a component to be mixed with the mixture 14, for example, carbonate can be used to measure CO X , and nitrate can be used to obtain N 2.
O X can be measured. In this way, SO X , NO X , CO
To measure any of X , a low-order oxidation component such as SO 2 component contained in the flue gas is brought into contact with an oxidation catalyst such as platinum, and a component with a high oxidation state such as SO 3 (hereinafter, It may be necessary to oxidize to a higher-order oxidizing component).
【０００７】また、煙道ガス中には、煤煙が含まれてお
り、ガスセンサの検知電極１３等の検知面に煤煙が付着
し、前述したガスセンサ中の反応と異なる反応が惹起さ
れてガスセンサのベースライン等が変動するおそれがあ
る。これに対しては、煤煙除去用のフィルタを、煙道ガ
スの導入口からセンサ素子１０までの間に設け、センサ
素子１０の検知面に煤煙が付着することを防止してい
る。これにより、検出精度を向上できる。[0007] Further, the flue gas contains soot, and the soot adheres to the detection surface of the detection electrode 13 of the gas sensor, causing a reaction different from the reaction in the gas sensor described above, and thus the base of the gas sensor. Lines may change. On the other hand, a filter for removing soot is provided between the inlet of the flue gas and the sensor element 10 to prevent soot from adhering to the detection surface of the sensor element 10. Thereby, the detection accuracy can be improved.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、セラミックスガスセンサであるセンサ素子や、酸化
触媒の機能を有する部材（触媒ユニット）を、保持（固
定）させる場合、セラミックス管などに融着ガラス等の
無機接着剤を用いて接着していた。この方法では、セン
サ素子と触媒ユニットのどちらか一方が機能しなくなっ
た場合、その部分的な交換は不可能であるという課題が
あった。例えば、センサ素子の機能は正常であっても、
酸化触媒の効力が死活した場合は、ガスセンサ装置全体
を交換することになっていた。また、上記のように無機
接着剤による接着工程を経てガスセンサ装置を製造する
場合には、高温加熱工程を要し、容易に組み立てること
ができないという課題もあった。However, conventionally, when holding (fixing) a sensor element which is a ceramics gas sensor or a member (catalyst unit) having the function of an oxidation catalyst, a fused glass or the like is attached to a ceramics tube or the like. It was bonded using the inorganic adhesive of. This method has a problem that if either one of the sensor element and the catalyst unit fails, the partial replacement is impossible. For example, even if the function of the sensor element is normal,
When the effect of the oxidation catalyst became dead, the entire gas sensor device was to be replaced. In addition, when the gas sensor device is manufactured through the bonding process using the inorganic adhesive as described above, there is a problem that a high temperature heating process is required and the gas sensor device cannot be easily assembled.
【０００９】なお、センサ素子をセラミックス管に接着
するのは、センサ素子自体がセラミックスから成る固体
電解質の基材を備えるためである。ガスセンサ装置は高
温の雰囲気中で使用されるものであり、熱膨張係数が同
等のもの同士でないと接着した状態を好適に維持できな
い。例えば、従来、センサ素子の固定電解質の基材がイ
ットリア安定化ジルコニアセラミックスで形成された場
合は、そのセンサ素子を固定するセラミックス管にも安
定化ジルコニア系セラミックスによって形成されたもの
を用いていた。The reason why the sensor element is adhered to the ceramic pipe is that the sensor element itself has a solid electrolyte base material made of ceramics. The gas sensor device is used in a high temperature atmosphere, and unless the gas sensor devices have the same coefficient of thermal expansion, the bonded state cannot be maintained appropriately. For example, conventionally, when the base material of the fixed electrolyte of the sensor element is formed of yttria-stabilized zirconia ceramics, the ceramic tube for fixing the sensor element is also formed of the stabilized zirconia-based ceramics.
【００１０】そこで、本発明の目的は、製造する際には
容易に組み立てることができると共に、センサ素子や触
媒ユニットを容易且つ適切に交換できるガスセンサ装置
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a gas sensor device which can be easily assembled at the time of manufacture, and which can easily and appropriately replace the sensor element and the catalyst unit.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、本発明は、
固体電解質を用い、酸化触媒に接触させた煙道ガスに含
有する特定の酸化成分を検出するガスセンサ装置におい
て、前記固体電解質の基材を備え、前記煙道ガスに接触
して起電力を発生するセンサ素子と、前記酸化触媒を備
える触媒ユニットと、該触媒ユニットと前記センサ素子
とが、煙道ガス導入口側からこの順に配置して収納され
るケースと、該ケースの前記煙道ガス導入口と前記触媒
ユニットとの間、該触媒ユニットと前記センサ素子との
間、該センサ素子と前記ケースの他端との間のケース内
に配置され、前記触媒ユニットと前記センサ素子とを両
側から保持するスペーサとを具備することを特徴とす
る。 前記触媒ユニットと前記センサ素子との間の前記ス
ペーサに代わり、前記触媒ユニットに一体的に設けられ
たスペーサを用いてもよい。 In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution. That is, the present invention is
A gas sensor device for detecting a specific oxidizing component contained in a flue gas brought into contact with an oxidation catalyst by using a solid electrolyte, comprising a base material of the solid electrolyte, and generating an electromotive force in contact with the flue gas. A sensor element, a catalyst unit including the oxidation catalyst, the catalyst unit, and the sensor element
Are placed and stored in this order from the flue gas inlet side.
Case, the flue gas inlet of the case, and the catalyst
Between the catalyst unit and the sensor element
In the case between the sensor element and the other end of the case
And the catalyst unit and the sensor element
And a spacer for holding from the side.
It The space between the catalyst unit and the sensor element
Instead of the pacer, it is integrated with the catalyst unit.
Spacers may be used.
【００１２】また、前記センサ素子及び前記触媒ユニッ
トを交換可能にケース内に保持する保持手段を具備する
ことで、センサ素子及び触媒ユニットを容易且つ適切に
交換することができる。Further, by providing the holding means for holding the sensor element and the catalyst unit in the case in a replaceable manner, the sensor element and the catalyst unit can be easily and appropriately replaced.
【００１３】また、煤煙が除去された煙道ガスを前記セ
ンサ素子の検知面に接触可能にする煤煙除去用のフィル
タを、前記ケース内に該ケースの煙道ガスの導入口から
センサ素子までの間に具備することで、煙道ガス中の特
定の酸化成分を精度よく測定できる。Further, a filter for removing soot, which enables the flue gas from which the soot has been removed to contact the detection surface of the sensor element, is provided in the case from the flue gas introduction port of the case to the sensor element. By providing it in between, a specific oxidizing component in the flue gas can be accurately measured.
【００１４】また、前記ケースが、前記固体電解質等を
所定温度まで加熱するヒータの機能を併せもつことで、
所定の検出機能を備えるガスセンサ装置を小型化（コン
パクト化）できる。Further, the case also has a function of a heater for heating the solid electrolyte or the like to a predetermined temperature,
A gas sensor device having a predetermined detection function can be miniaturized.
【００１５】また、前記センサ素子が、固体電解質の基
材の一面側に煙道ガスと接触する検知電極が設けられて
いると共に、前記基材の他面側に参照電極が設けられて
いることで、コンパクトに、容易且つ好適に製造でき
る。Further, in the sensor element, a detection electrode which comes into contact with the flue gas is provided on one surface side of the solid electrolyte base material, and a reference electrode is provided on the other surface side of the base material. Therefore, it can be manufactured compactly, easily and suitably.
【００１６】また、前記固体電解質の基材が円板状であ
ること、前記触媒ユニットが白金網体を備える筒状であ
ること、前記フィルタが円板状に形成されていること、
前記ケースが筒状であること、前記スペーサが筒状であ
ることで、各部材を好適に製造できると共に、各部材を
容易且つ好適に組み込むことができる。The base material of the solid electrolyte is disk-shaped, the catalyst unit is cylindrical with a platinum mesh, and the filter is disk-shaped.
Since the case is tubular and the spacer is tubular, each member can be suitably manufactured, and each member can be easily and suitably incorporated.
【００１７】また、前記触媒ユニットに、板状に形成さ
れ、表面及びその内部に酸化触媒である白金及び／又は
パラジウムが担持されたポーラス状のセラミックス体を
用いることができる。 The catalyst unit is formed in a plate shape.
On the surface and inside thereof, which is an oxidation catalyst, and / or platinum.
Palladium-supported porous ceramic body
Can be used.
【００１８】また、前記センサ素子が、ＳＯX 、Ｎ
ＯX 、又はＣＯX 等の異なるガスを検出する複数の検知
領域を有し、二種以上のガスを検知すること、或いは、
前記ケース内に、ＳＯX 、ＮＯX 、又はＣＯX 等の異な
るガスを検出する複数の前記センサ素子が収納され、二
種以上のガスを検知することで、複数のガスが混在した
複合ガスに対応したガスセンサ装置として好適に利用で
きる。Further, the sensor elements are SO X , N
O X, or a plurality of detection regions for detecting a different gas of CO X, etc., to detect two or more gases, or,
A plurality of sensor elements for detecting different gases such as SO X , NO X , and CO X are housed in the case, and by detecting two or more kinds of gases, a composite gas in which a plurality of gases are mixed is formed. It can be suitably used as a corresponding gas sensor device.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】（第１実施例）本発明に係るガス
センサ装置の一例（第１実施例）を模式的に図１に示
す。第１実施例のガスセンサ装置には、導入管を経由し
て矢印Ａ方向から導入される煙道ガス中のＳＯ3 の濃度
等が測定されるセンサ素子１０が備えられている。この
センサ素子１０は、固体電解質材料であるイットリア安
定化ジルコニアセラミックスから成る基材１２の煙道ガ
スと接触する一面側に、硫酸銀を含む硫酸塩の混合体１
４と銀電極１６とから成る検知電極１３が設けられてい
ると共に、基材１２の空気と接触する他面側に白金から
成る参照電極１８が設けられている。従来の技術の欄で
説明したように煙道ガス中のＳＯ3 に接触して起電力を
発生する。また、本実施例の固体電解質の基材１２は、
円板状に形成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) FIG. 1 schematically shows an example (first embodiment) of a gas sensor device according to the present invention. The gas sensor device according to the first embodiment is equipped with a sensor element 10 for measuring the concentration of SO 3 in the flue gas introduced from the direction of arrow A via the introduction pipe. This sensor element 10 has a mixture 1 of sulfates containing silver sulfate on one surface side of a base material 12 made of yttria-stabilized zirconia ceramics, which is a solid electrolyte material, in contact with flue gas.
4 and a silver electrode 16 are provided, and a reference electrode 18 made of platinum is provided on the other surface of the base material 12 that comes into contact with air. As described in the section of the prior art, the electromotive force is generated by contacting with SO 3 in the flue gas. In addition, the solid electrolyte substrate 12 of the present embodiment,
It is formed in a disk shape.
【００２０】３０は触媒ユニットであり、酸化触媒を備
える。この触媒ユニット３０としては、例えば、酸化触
媒である白金から成る網体（白金メッシュ）を備える筒
状に形成されたもの、或いは、ステンレススチールをい
わゆるチャネル構造に形成して白金めっきを施すことで
酸化媒体と成し、筒体内に組み込んだものを用いること
ができる。なお、白金メッシュを備える触媒ユニット
は、リング状の筒体の各端面に白金メッシュを接着して
形成したり、リング状の筒体の内部に白金メッシュを内
蔵することで形成すればよい。Reference numeral 30 denotes a catalyst unit, which includes an oxidation catalyst. As the catalyst unit 30, for example, one formed in a cylindrical shape having a mesh body made of platinum (platinum mesh) which is an oxidation catalyst, or stainless steel formed in a so-called channel structure and subjected to platinum plating It is possible to use the one that is made of an oxidizing medium and is incorporated in the cylindrical body. The catalyst unit including the platinum mesh may be formed by adhering a platinum mesh to each end surface of the ring-shaped tubular body or by incorporating the platinum mesh inside the ring-shaped tubular body.
【００２１】また、後述するようにポーラス状のセラミ
ックス体を円板状に形成したフィルタ２４に、その表面
及びその内部に酸化触媒である白金及び／又はパラジウ
ムを担持させることで、フィルタ機能を兼用する触媒ユ
ニット３０とすることも可能である。このように、酸化
触媒としては、煙道ガスに効率良く接触できるように、
表面積を広く得ることができる構造を用いればよく、例
えばハニカム構造も好適に用いることができる。そし
て、その酸化触媒をセラミックス等の耐腐食性の高い筒
体内に組み込むことで、好適な触媒ユニット３０を構成
できる。Further, as will be described later, a filter 24 having a porous ceramic body formed in a disk shape has platinum and / or palladium as an oxidation catalyst on the surface and inside thereof.
It is also possible to make the catalyst unit 30 which also has a filter function by supporting the catalyst. In this way, as an oxidation catalyst, in order to efficiently contact the flue gas,
A structure that can obtain a large surface area may be used, and for example, a honeycomb structure can also be preferably used. Then, a suitable catalyst unit 30 can be constructed by incorporating the oxidation catalyst into a cylinder having high corrosion resistance such as ceramics.
【００２２】３２は筒状ケースであり、センサ素子１０
と触媒ユニット３０とを収納するパイプ状のケースであ
る。筒状ケース３２は、センサ素子１０と触媒ユニット
３０等の収納部材が収納されるように、内径が各収納部
材の外径より若干大きく形成されている。筒状ケース３
２は、煙道ガスをセンサ素子１０の検知面に接触可能
に、センサ素子１０と触媒ユニット３０とを好適に収納
している。この筒状ケース３２は、イットリア安定化ジ
ルコニアセラミックス等のセラミックスによって形成し
てもよいし、耐腐食性の良好な金属によって形成しても
よい。本発明では、接着を行わないでセンサ素子１０と
触媒ユニット３０とを組み込むため、接着によってセン
サ素子１０を固定する場合と比較して熱膨張係数の相違
は許容される。Reference numeral 32 denotes a cylindrical case, which is the sensor element 10.
It is a pipe-shaped case that houses the catalyst unit 30 and the catalyst unit 30. The cylindrical case 32 is formed such that the inner diameter thereof is slightly larger than the outer diameters of the respective storage members so that the storage members such as the sensor element 10 and the catalyst unit 30 can be stored therein. Tubular case 3
Reference numeral 2 suitably stores the sensor element 10 and the catalyst unit 30 so that the flue gas can contact the detection surface of the sensor element 10. The tubular case 32 may be made of ceramics such as yttria-stabilized zirconia ceramics, or may be made of metal having good corrosion resistance. In the present invention, since the sensor element 10 and the catalyst unit 30 are assembled without bonding, the difference in thermal expansion coefficient is allowed as compared with the case where the sensor element 10 is fixed by bonding.
【００２３】３４は筒状スペーサであり、センサ素子１
０と触媒ユニット３０とを筒状ケース３２内の所定の位
置に配置するよう、その筒状ケース３２内においてセン
サ素子１０及び触媒ユニット３０の両側に収納されてい
る。すなわち、本実施例では、筒状ケース３２の一端
（煙道ガスの導入口の端）の固定手段３６と触媒ユニッ
ト３０との間に挟まれる第１の筒状スペーサ３４と、触
媒ユニット３０とセンサ素子１０の間に挟まれる第２の
筒状スペーサ３４と、及び筒状ケース３２の他端の固定
手段３６とセンサ素子１０との間に挟まれる第３の筒状
スペーサ３４との３個が用いられている。これらの筒状
スペーサ３４は、ジルコニアやアルミナ等のセラミック
ス（絶縁体）によって形成すればよい。Reference numeral 34 denotes a cylindrical spacer, which is the sensor element 1
0 and the catalyst unit 30 are housed on both sides of the sensor element 10 and the catalyst unit 30 in the tubular case 32 so as to be arranged at predetermined positions in the tubular case 32. That is, in the present embodiment, the first cylindrical spacer 34 sandwiched between the fixing means 36 at one end (the end of the flue gas inlet) of the cylindrical case 32 and the catalyst unit 30, and the catalyst unit 30. Three tubular spacers 34, which are sandwiched between the sensor element 10 and the second tubular spacer 34, which is sandwiched between the fixing means 36 at the other end of the tubular case 32 and the sensor element 10. Is used. These cylindrical spacers 34 may be formed of ceramics (insulator) such as zirconia or alumina.
【００２４】なお、センサ素子１０と触媒ユニット３０
とを筒状ケース３２内の所定の位置に配するスペーサと
しては、本実施例に限定されることはなく、例えば、筒
状スペーサ３４と固定手段３６の保持片等が一体化した
ものを用いてもよい。また、スペーサは円筒等の筒状に
限らず、各部材の間隔を適宜あけることができ、好適に
保持（固定）されるものであれば、例えば、断面十字形
で、検知電極１３等とは干渉しないように切り欠かれた
形態のものを用いることも可能である。しかしながら、
触媒ユニット３０が筒状であること、センサ素子１０が
円板状であること、前記ケースが筒状であること、前記
スペーサが筒状であることで、煙ガスが好適に流通でき
る管路を好適に形成でき、且つ、強度、均質性等の機能
面で有利であり、さらには、各部材を容易且つ精度よく
好適に製造できる点、及び各部材を容易且つ精度よく好
適に組み込むことができるという点で有利な効果を奏す
る。The sensor element 10 and the catalyst unit 30
The spacer for arranging and at a predetermined position in the tubular case 32 is not limited to this embodiment, and for example, a tubular spacer 34 and a holding piece of the fixing means 36 and the like are used. May be. Further, the spacer is not limited to a cylindrical shape such as a cylinder, but may be any member as long as it can be appropriately held (fixed) and has a cruciform cross section, and the detection electrode 13 and the like. It is also possible to use a cutout form so as not to interfere. However,
Since the catalyst unit 30 has a tubular shape, the sensor element 10 has a disc shape, the case has a tubular shape, and the spacer has a tubular shape, a pipe line through which smoke gas can appropriately flow can be formed. It can be suitably formed and is advantageous in terms of functions such as strength and homogeneity. Furthermore, each member can be easily and accurately manufactured, and each member can be easily and accurately incorporated. In that respect, it has an advantageous effect.
【００２５】保持手段３６は、筒状ケースの両端に設け
られており、センサ素子１０及び触媒ユニット３０を交
換可能に筒状ケース３２内に保持する。本実施例では、
筒状ケース３２内に、第１の筒状スペーサ３４と、触媒
ユニット３０と、第２の筒状スペーサ３４と、センサ素
子１０と、第３の筒状スペーサ３４とが、直列に挿入さ
れて収納され、一対の保持手段３６、３６によって挟圧
された状態で保持されている。本実施例では、筒状ケー
ス３２の両端に同等の保持手段３６を形成した場合を説
明したが、これに限られることはなく、筒状ケース３２
の一方の端は単純にストッパ機能を備えるものでもよ
い。例えば、筒状ケース３２の一方の端で内周側へフラ
ンジ状の縁部を形成すればよい。The holding means 36 are provided at both ends of the tubular case and hold the sensor element 10 and the catalyst unit 30 in the tubular case 32 in a replaceable manner. In this embodiment,
The first tubular spacer 34, the catalyst unit 30, the second tubular spacer 34, the sensor element 10, and the third tubular spacer 34 are inserted in series in the tubular case 32. It is housed and held in a state of being pinched by the pair of holding means 36, 36. In this embodiment, the case where the equivalent holding means 36 are formed at both ends of the tubular case 32 has been described, but the present invention is not limited to this, and the tubular case 32 is not limited thereto.
One end may simply have a stopper function. For example, one end of the cylindrical case 32 may be formed with a flange-shaped edge portion toward the inner peripheral side.
【００２６】このように、第１実施例では、センサ素子
１０、触媒ユニット３０などを接着剤などで筒状スペー
サ３４に相当するセラミックス管に固定せず、従来のセ
ラミックス管の外形と略同じ内径を持つパイプ状のケー
スである筒状ケース３２に挿入し、両端の保持手段３６
で保持した状態に固定している。従って、製造する際に
は容易に組み込むことができる。また、以上のガスセン
サ装置によれば、センサ素子１０や触媒ユニット３０等
を筒状ケース３２に収納しているだけであり、容易に分
解できる。従って、センサ素子１０や触媒ユニット３０
等を、それぞれ個別に容易に交換することができるので
ある。従って、好適にメンテナンスを行うことができ、
コストを低減できる。これに対し、従来は、センサ素子
１０や触媒ユニット３０等の一部が機能を失った場合、
ガスセンサ装置全体を交換する必要があり、不経済であ
った。なお、センサ素子１０と触媒ユニット３０間の距
離は、筒状スペーサ３４として利用しているセラミック
ス管の長さを調整することにより適宜調整可能である。As described above, in the first embodiment, the sensor element 10, the catalyst unit 30, etc. are not fixed to the ceramic tube corresponding to the cylindrical spacer 34 with an adhesive or the like, but the inner diameter is approximately the same as that of the conventional ceramic tube. It is inserted into a tubular case 32, which is a pipe-shaped case having
It is fixed in the state held by. Therefore, it can be easily incorporated in the manufacturing process. Further, according to the gas sensor device described above, the sensor element 10, the catalyst unit 30, and the like are simply housed in the cylindrical case 32, and can be easily disassembled. Therefore, the sensor element 10 and the catalyst unit 30
Etc. can be easily replaced individually. Therefore, it is possible to perform suitable maintenance,
Cost can be reduced. On the other hand, conventionally, when a part of the sensor element 10 or the catalyst unit 30 loses its function,
It was uneconomical to replace the entire gas sensor device. The distance between the sensor element 10 and the catalyst unit 30 can be appropriately adjusted by adjusting the length of the ceramic tube used as the cylindrical spacer 34.
【００２７】（第２実施例）第１実施例は、いわゆる封
止型のセンサであるが、本発明は、図２に示すような煙
道ガスを積極的にリークさせた、いわゆる投げ込み型の
センサ（第２実施例）にも好適に適用できる。煙道ガス
をリークさせて参照電極１８にも煙道ガスを晒すために
は、固体電解質の基材１２を切り欠くか、図２に示すよ
うに固体電解質の基材１２に貫通孔１２ａを設けてもよ
い。煙道ガスをセンサ素子１０の検知電極１３及び参照
電極１８の両検知面に接触させるため、従来技術の欄で
説明したように、酸素分圧による影響がなくなり、特定
のガスにかかる濃度については精度よく検出できる。ま
た、センサ素子１０が貫通孔１２ａを有するため、筒状
ケース３２内の煙道ガスの流れが良好となり、センサの
ガスを検知する速度（反応速度）が向上する。なお、他
の構成は第１実施例と同一であり、説明を省略する。(Second Embodiment) The first embodiment is a so-called sealed type sensor, but the present invention is a so-called throw-in type sensor in which flue gas as shown in FIG. 2 is positively leaked. It can also be suitably applied to the sensor (second embodiment). In order to leak the flue gas and expose the flue gas also to the reference electrode 18, the base material 12 of the solid electrolyte is cut out or the through hole 12a is provided in the base material 12 of the solid electrolyte as shown in FIG. May be. Since the flue gas is brought into contact with both the detection surfaces of the detection electrode 13 and the reference electrode 18 of the sensor element 10, as described in the section of the related art, the influence of the oxygen partial pressure is eliminated, and the concentration applied to a specific gas is Can be detected accurately. Further, since the sensor element 10 has the through hole 12a, the flow of the flue gas in the cylindrical case 32 becomes good, and the speed (reaction speed) for detecting the gas of the sensor is improved. The other structure is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
【００２８】また、センサ素子１０の検知電極１３及び
参照電極１８の両検知面に煙道ガスを積極的に接触させ
るには、その両検知面が筒状ケース３２の軸心と平行に
なるように固体電解質の基材１２を配することも可能で
ある。また、検知電極１３及び参照電極１８を固体電解
質の基材１２の表裏に形成するのでなく、片面側にのみ
形成し、その両電極に煙道ガスを積極的に接触させるこ
とも可能である。Further, in order to bring the flue gas into positive contact with both the detection surfaces of the detection electrode 13 and the reference electrode 18 of the sensor element 10, the both detection surfaces should be parallel to the axis of the cylindrical case 32. It is also possible to dispose the base material 12 of the solid electrolyte therein. It is also possible to form the detection electrode 13 and the reference electrode 18 on one surface side instead of forming them on the front and back sides of the solid electrolyte base material 12, and positively contact the both electrodes with the flue gas.
【００２９】（第３実施例）次に図３に基づいて他のガ
スセンサ装置にかかる実施例（第３実施例）について説
明する。本実施例は、第１実施例及び第２実施例とは、
基本的構成において同一であるが、煤煙除去用のフィル
タ２４、フィルタ機能を有する触媒ユニット３０、及び
ヒータ機能を有する筒状ケース３２を備える点で相違す
る。先ず、煤煙除去用のフィルタ２４は、円板状に形成
され、煤煙が除去された煙道ガスをセンサ素子１０の検
知面に接触させるよう、筒状ケース３２内にその筒状ケ
ース３２の煙道ガスの導入口からセンサ素子までの間に
収納（具備）されている。本実施例（第３実施例）で
は、フィルタ２４が、検知電極１３及び参照電極１８の
両検知面側に各２つずつ積層されて収納されている。す
なわち、第３実施例のガスセンサ装置は、煙道中に入れ
て使用されるため、センサ素子１０の検知電極１３側と
参照電極１８側の両方にフィルタを設け、両側の煤煙を
好適に除去する構成としてある。(Third Embodiment) Next, an embodiment (third embodiment) of another gas sensor device will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first and second embodiments in that
The basic configuration is the same, except that the filter 24 for removing soot, the catalyst unit 30 having a filter function, and the tubular case 32 having a heater function are provided. First, the filter 24 for removing soot is formed in a disk shape, and the smoke of the tubular case 32 is placed in the tubular case 32 so that the flue gas from which the soot is removed contacts the detection surface of the sensor element 10. It is housed (provided) between the inlet of the flue gas and the sensor element. In this embodiment (third embodiment), two filters 24 are stacked and housed on each of the detection surfaces of the detection electrode 13 and the reference electrode 18. That is, since the gas sensor device of the third embodiment is used by being inserted into the flue, a filter is provided on both the detection electrode 13 side and the reference electrode 18 side of the sensor element 10 to suitably remove soot on both sides. There is.
【００３０】また、その煤煙除去用のフィルタ２４のう
ち、センサ素子１０の副電極が形成された検知面（検知
電極１３）側に配された少なくとも一つが、フィルタ機
能を有する触媒ユニット３０になっている。本実施例で
は、検知電極１３に最も近接するフィルタ２４が、触媒
ユニット３０になっている。この触媒ユニット３０は、
ポーラス状のセラミックス体（例えば、ポーラスレン
ガ）の表面及びその内部に酸化触媒である白金及び／又
はパラジウムが担持されて設けられている。この触媒ユ
ニット３０を用いることにより、導入管等から導入され
た煙道ガス中の煤煙を除去しつつ、その煙道ガスと白金
触媒との接触面積を広くでき、煙道ガス中に含まれてい
るＳＯ2 成分等の低次酸化成分をＳＯ3 成分等の高次酸
化成分に充分に効率的に酸化できる。従って、このＳＯ
3 を検知するセンサ素子１０によれば、センサ素子１０
の検知電極１３に煤煙が付着する事態を防止でき、且つ
煙道ガス中に含まれている硫黄成分をＳＯ3 として精度
よく測定できる。Further, among the filters 24 for removing soot, at least one disposed on the side of the detection surface (detection electrode 13) on which the sub-electrode of the sensor element 10 is formed becomes the catalyst unit 30 having a filter function. ing. In this embodiment, the filter 24 closest to the detection electrode 13 is the catalyst unit 30. This catalyst unit 30 is
The surface of a porous ceramic body (for example, porous brick) and the inside thereof are provided with platinum and / or palladium as an oxidation catalyst supported thereon. By using this catalyst unit 30, it is possible to increase the contact area between the flue gas and the platinum catalyst while removing the soot and smoke in the flue gas introduced from the introduction pipe, etc. It is possible to efficiently oxidize low-order oxidation components such as SO 2 components to high-order oxidation components such as SO 3 components. Therefore, this SO
According to the sensor element 10 that detects 3
It is possible to prevent soot and smoke from adhering to the detection electrode 13, and to accurately measure the sulfur component contained in the flue gas as SO 3 .
【００３１】かかる触媒ユニット３０は、白金ペースト
をアセトン等の溶媒に分散希釈した分散液に、ポーラス
レンガを浸漬した後、溶媒等を除去する加熱処理を施す
ことによって得ることができる。なお、白金ペーストに
代えてヘキサクロロ白金酸を使用してもよく、ポーラス
レンガに付着した溶媒等を除去する加熱処理を施すこと
によっても、触媒ユニット３０を得ることもできる。The catalyst unit 30 can be obtained by immersing a porous brick in a dispersion liquid obtained by dispersing and diluting a platinum paste in a solvent such as acetone, and then performing a heat treatment for removing the solvent and the like. Hexachloroplatinic acid may be used in place of the platinum paste, and the catalyst unit 30 can also be obtained by performing a heat treatment for removing the solvent and the like adhering to the porous brick.
【００３２】また、触媒ユニット３０は、第３実施例の
形態に限らず、検知電極１３が設けられた固体電解質の
基材１２の一面側に、その検知電極１３に干渉しない形
状に加工されることで、当接できるようにしてもよい。
又は、筒状スペーサ３４を一体化した形態の触媒ユニッ
ト３０を形成することで、触媒ユニット３０が固体電解
質の基材１２の検知電極１３側の一面に直接押し当てら
れるようにしてもよい。これらの場合は、センサ素子１
０と触媒ユニット３０との間のスペーサを、触媒ユニッ
ト３０の一部が兼ねていることになり、特別独立したス
ペーサを要しないが、実質的にスペーサは存在する。な
お、このように触媒ユニット３０を形成することは、第
１実施例で説明したものに適用してもよい。Further, the catalyst unit 30 is not limited to the form of the third embodiment, and is processed on one surface side of the solid electrolyte base material 12 provided with the detection electrode 13 into a shape that does not interfere with the detection electrode 13. By doing so, the contact may be made.
Alternatively, the catalyst unit 30 may be formed so that the tubular spacer 34 is integrated, so that the catalyst unit 30 is directly pressed against one surface of the solid electrolyte substrate 12 on the detection electrode 13 side. In these cases, the sensor element 1
Since a part of the catalyst unit 30 also serves as a spacer between 0 and the catalyst unit 30, a special independent spacer is not required, but the spacer is substantially present. The formation of the catalyst unit 30 in this way may be applied to that described in the first embodiment.
【００３３】次に、第３実施例の保持手段３６について
説明する。３８は固定アングルであり、Ｌ字状に形成さ
れ、筒状ケース３２の端面に固定されている。本実施例
では、筒状ケース３２の両端面に複数個ずつ配され固定
されている。３７は保持片であり、Ｌ字状に形成され、
ビス３９によって固定アングル３８に固定される。この
保持片３７によって、筒状ケース３２に収納された収納
部材であるセンサ素子１０、その両面側に挿入された筒
状スペーサ３４、フィルタ２４及び触媒ユニット３０を
挟み込んで、隣接する収納部材同士が相互に押し当てら
れた状態に固定している。このように各収納部材が保持
された状態から、ビス３９を緩めて保持片３７を取り除
けば、各収納部材を交換可能に分解できる。従って、セ
ンサ素子１０等の収納部材が故障した場合は適切且つ容
易に交換できる。Next, the holding means 36 of the third embodiment will be described. Reference numeral 38 denotes a fixed angle, which is formed in an L shape and is fixed to the end surface of the tubular case 32. In this embodiment, a plurality of tubular casings 32 are arranged and fixed on both end faces. 37 is a holding piece, which is formed in an L shape,
It is fixed to the fixed angle 38 with screws 39. The holding piece 37 sandwiches the sensor element 10, which is a housing member housed in the tubular case 32, the tubular spacer 34 inserted on both sides of the sensor element 10, the filter 24, and the catalyst unit 30, so that adjacent housing members are held together. They are fixed in a state of being pressed against each other. From the state in which each storage member is held in this way, each storage member can be disassembled in a replaceable manner by loosening the screw 39 and removing the holding piece 37. Therefore, if a storage member such as the sensor element 10 fails, it can be replaced appropriately and easily.
【００３４】次に、筒状ケース３２のヒータ機能につい
て説明する。この筒状ケース３２は、リング状に形成さ
れた電気炉（リングヒータ）であり、センサ素子１０を
所定温度まで加熱するヒータの機能を併せもっている。
これは、イットリア安定化ジルコニアセラミックス等の
固体電解質の基材１２のイオン伝導性（酸素伝導性）が
十分になると共に、副電極としての硫酸塩等のイオン伝
導度が十分になるよう、十分な応答温度（例えば、約６
００°Ｃ）まで昇温させ、その温度を維持するためであ
る。なお、４０は熱電対であり、リングヒータの温度を
モニタする。このように筒状ケース３２が、ヒータ機能
を備えることで、所定の検出機能を備えるガスセンサ装
置を小型化（コンパクト化）できる。なお、４２は各電
極から引き出されたリード線であり、白金線等で設けら
れ、電極リード線４４に接続（接続部省略）されてお
り、このリード線によって起電力による検出信号が外部
へ出力される。また、４６はアース線である。Next, the heater function of the cylindrical case 32 will be described. The cylindrical case 32 is an electric furnace (ring heater) formed in a ring shape, and also has a function of a heater for heating the sensor element 10 to a predetermined temperature.
This is sufficient so that the ionic conductivity (oxygen conductivity) of the base material 12 of the solid electrolyte such as yttria-stabilized zirconia ceramics is sufficient and the ionic conductivity of the sulfate or the like as the auxiliary electrode is sufficient. Response temperature (for example, about 6
This is to raise the temperature to 00 ° C) and maintain that temperature. Reference numeral 40 is a thermocouple, which monitors the temperature of the ring heater. Since the tubular case 32 has the heater function as described above, the gas sensor device having a predetermined detection function can be downsized (made compact). Reference numeral 42 denotes a lead wire drawn from each electrode, which is provided by a platinum wire or the like and is connected to an electrode lead wire 44 (a connecting portion is omitted). The lead wire outputs a detection signal by an electromotive force to the outside. To be done. Reference numeral 46 is a ground wire.
【００３５】以上の実施例に示すセンサ素子１０は、銀
電極１６が直接煙道ガスに接触しているが、検知電極１
３を形成する銀電極１６を白金膜によって覆うことによ
って、ＳＯ3 の濃度等を測定する際に、煙道ガス中のＮ
ＯX の影響を防止できる。以上、述べてきたセンサ素子
１０は、混合体１４に硫酸銀を含む硫酸塩を使用して煙
道ガス中のＳＯ3 の濃度等を測定するガスセンサであっ
たが、混合体１４に炭酸塩を使用するとＣＯX を測定で
きるガスセンサとすることができ、硝酸塩を使用すると
ＮＯX を測定できるガスセンサとすることができる。ま
た、フィルタ２４に担持されている酸化触媒としては、
白金触媒に代えてパラジウム触媒を使用してもよく、白
金触媒とパラジウム触媒とを混合使用してもよい。In the sensor element 10 shown in the above embodiment, the silver electrode 16 is in direct contact with the flue gas, but the detection electrode 1
By covering 3 silver electrodes 16 to form a by platinum film, when measuring the concentration of SO 3 and the like, N in the flue gas
The effect of O X can be prevented. The sensor element 10 described above is a gas sensor that measures the concentration of SO 3 in flue gas using a sulfate containing silver sulfate in the mixture 14, but the mixture 14 contains a carbonate. When used, it can be used as a gas sensor capable of measuring CO X, and when nitrate is used, it can be used as a gas sensor capable of measuring NO X. Further, as the oxidation catalyst carried by the filter 24,
A palladium catalyst may be used instead of the platinum catalyst, or a platinum catalyst and a palladium catalyst may be mixed and used.
【００３６】また、以上の実施例では、一つのセンサ素
子１０で一種のガスを検出する場合について説明した
が、本発明はこれに限らず、例えば一つのセンサ素子
が、ＳＯ X 、ＮＯX 、又はＣＯX 等の異なるガスを検出
する複数の検知領域を有し、二種以上のガスを検知する
複合型のガスセンサー素子であってもよい。さらにま
た、前記ケース内に、ＳＯX 、ＮＯX 、又はＣＯX 等の
異なるガスを検出する複数の前記センサ素子が収納さ
れ、二種以上のガスを検知するようにしてもよい。第１
実施例のような封止型のガスセンサ装置では、個別に形
成された複数のセンサ素子を、煙道ガスが各センサ素子
の検知面に接触できるように並列させて収納すればよ
い。また、投げ込み型のガスセンサ置では、図４に示す
ように、煙道ガスが貫通孔１２ａ等で流通できるため、
個別に形成された複数のセンサ素子１０Ａ、１０Ｂをス
ペーサ（筒状スペーサ３４）を介して直列に重ねたよう
に、ケース（筒状ケース３２）内に収納してもよい。Further, in the above embodiment, one sensor element is used.
The case where the child 10 detects a kind of gas has been described.
However, the present invention is not limited to this, and for example, one sensor element
But SO X, NOX, Or COXEtc. to detect different gases
Has multiple detection areas to detect two or more types of gas
It may be a composite type gas sensor element. Even more
Also, in the case, SOX, NOX, Or COXEtc.
Multiple sensor elements for detecting different gases are stored.
Therefore, two or more kinds of gases may be detected. First
In the sealed gas sensor device as in the embodiment, the individual
The flue gas is used for each sensor element
If you store them in parallel so that they can touch the detection surface of
Yes. Moreover, in the throw-in type gas sensor device, as shown in FIG.
As described above, since the flue gas can flow through the through holes 12a and the like,
A plurality of individually formed sensor elements 10A, 10B
As if they were stacked in series via a pacer (cylindrical spacer 34)
Alternatively, it may be stored in the case (cylindrical case 32).
【００３７】以上の説明では、イットリア安定化ジルコ
ニアセラミックスを固体電解質とし、硫酸塩、炭酸塩、
硝酸塩を溶融塩としたガスセンサ装置を対象にしたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、他の固体電解
質等を構成要素とするガスセンサ装置に適用できるのは
勿論のことである。例えば、固体電解質としては、Ｎａ
＋β−アルミナまたはＮＡＳＩＣＯＮ（Na-super ionic
conductor）を用い、副電極を構成する溶融塩として炭
酸ナトリウム(Na2CO3)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、硝酸
ナトリウム(NaNO3) を用いたものがある。これによれ
ば、溶融塩の種類に応じてＣＯX 、ＳＯX 、ＮＯX を検
出できる。また、他の固体電解質としては、フッ化物イ
オン伝導体、Ａｇ＋およびＣｕ＋伝導体、Ｌｉ＋伝導
体、プロトン伝導体を用いることができる。以上本発明
の好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものでなく、発明の精神を逸脱しな
い範囲内で多くの改変を施し得ることは勿論である。In the above description, yttria-stabilized zirconia ceramics is used as the solid electrolyte, and sulfate, carbonate,
The target was a gas sensor device using nitrate as a molten salt.
The present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to a gas sensor device having another solid electrolyte or the like as a constituent element. For example, as the solid electrolyte, Na
+ Β-alumina or NASICON (Na-super ionic
There is one using sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), and sodium nitrate (NaNO 3 ) as a molten salt forming a sub-electrode. According to this, it is possible to detect the CO X, SO X, NO X in accordance with the type of molten salt. Further, as the other solid electrolyte, a fluoride ion conductor, Ag + and Cu + conductor, Li + conductor, and proton conductor can be used. Although various descriptions have been given with reference to the preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明に係るガスセンサ装置によれば、
ケース内に、煙道ガスを前記センサ素子の検知面に接触
可能に、センサ素子と触媒ユニットとを、スペーサによ
って所定の位置に収納することができる。従って、本発
明によれば、センサ素子や触媒ユニット等の収納部材の
一部が故障した際には分解して容易且つ適切に交換で
き、また、ガスセンサ装置を製造する際には容易に組み
立てることができるという著効を奏する。According to the gas sensor device of the present invention,
The sensor element and the catalyst unit can be housed in a predetermined position by a spacer so that the flue gas can contact the detection surface of the sensor element in the case. Therefore, according to the present invention, when a part of a storage member such as a sensor element or a catalyst unit fails, it can be disassembled and easily and appropriately replaced, and when a gas sensor device is manufactured, it can be easily assembled. It has the remarkable effect of being able to.
【図１】本発明に係るガスセンサ装置の第１実施例を説
明するための概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a first embodiment of a gas sensor device according to the present invention.
【図２】本発明に係るガスセンサ装置の第２実施例を説
明するための概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a second embodiment of the gas sensor device according to the present invention.
【図３】本発明に係るガスセンサ装置の第３実施例を説
明するための断面図である。FIG. 3 is a sectional view for explaining a third embodiment of the gas sensor device according to the present invention.
【図４】本発明に係るガスセンサ装置の他の実施例を説
明するための断面図である。FIG. 4 is a sectional view for explaining another embodiment of the gas sensor device according to the present invention.
【図５】従来のガスセンサ装置を説明するための概略図
である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a conventional gas sensor device.
【符号の説明】 １０ センサ素子 １２ 固体電解質の基材 １３ 検知電極 １４ 混合体 １６ 銀電極 １８ 参照電極 ２４ フィルタ ３０ 触媒ユニット ３２ 筒状ケース ３４ 筒状スペーサ ３６ 保持手段[Explanation of symbols] 10 sensor elements 12 Solid electrolyte base material 13 Detection electrode 14 mixture 16 silver electrode 18 Reference electrode 24 filters 30 catalyst units 32 tubular case 34 Cylindrical spacer 36 holding means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−103937（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−308076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/416 G01N 27/409 G01N 27/406 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-103937 (JP, A) JP-A-6-308076 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 27/416 G01N 27/409 G01N 27/406
Claims (13)
た煙道ガスに含有する特定の酸化成分を検出するガスセ
ンサ装置において、 前記固体電解質の基材を備え、前記煙道ガスに接触して
起電力を発生するセンサ素子と、 前記酸化触媒を備える触媒ユニットと、該触媒ユニットと前記センサ素子とが、煙道ガス導入口
側からこの順に配置して収納されるケースと、 該ケースの前記煙道ガス導入口と前記触媒ユニットとの
間、該触媒ユニットと前記センサ素子との間、該センサ
素子と前記ケースの他端との間のケース内に配置され、
前記触媒ユニットと前記センサ素子とを両側から保持す
るスペーサとを 具備することを特徴とするガスセンサ装
置。1. A gas sensor device for detecting a specific oxidizing component contained in a flue gas brought into contact with an oxidation catalyst by using a solid electrolyte, comprising a base material of the solid electrolyte, and being in contact with the flue gas. A sensor element that generates an electromotive force, a catalyst unit that includes the oxidation catalyst, and the catalyst unit and the sensor element are a flue gas inlet port.
A case that is arranged and housed in this order from the side, and the flue gas inlet of the case and the catalyst unit
Between the catalyst unit and the sensor element, the sensor
Disposed in the case between the element and the other end of the case,
Holds the catalyst unit and the sensor element from both sides
A gas sensor device , comprising:
間の前記スペーサに代わり、前記触媒ユニットに一体的
に設けられたスペーサが用いられていることを特徴とす
る請求項１記載のガスセンサ装置。 2. The catalyst unit and the sensor element
Integrated with the catalyst unit instead of the spacer between
Characterized in that a spacer provided in
The gas sensor device according to claim 1.
交換可能にケース内に保持する保持手段を具備すること
を特徴とする請求項１又は２記載のガスセンサ装置。Wherein the sensor element and the gas sensor arrangement according to claim 1 or 2, wherein it comprises a holding means for holding the interchangeably in case the catalytic unit.
素子の検知面に接触可能にする煤煙除去用のフィルタ
を、前記ケースの煙道ガスの導入口から前記触媒ユニッ
トとの間に具備することを特徴とする請求項１、２又は
３記載のガスセンサ装置。4. A soot-removing filter that allows the flue gas from which the soot has been removed to contact the detection surface of the sensor element is provided between the flue gas inlet of the case and the catalyst unit. The method according to claim 1 , 2 or
3. The gas sensor device according to 3 .
表面及びその内部に酸化触媒である白金及び／又はパラ
ジウムが担持されたポーラス状のセラミックス体である
ことを特徴とする請求項４記載のガスセンサ装置。 5. The catalyst unit is formed in a plate shape,
Platinum and / or para as an oxidation catalyst on the surface and inside
It is a porous ceramics body that supports dium.
The gas sensor device according to claim 4, wherein:
温度まで加熱するヒータの機能を併せもつことを特徴と
する請求項１、２、３、４又は５記載のガスセンサ装
置。 6. The gas sensor device according to claim 1 , wherein the case also has a function of a heater for heating the solid electrolyte or the like to a predetermined temperature.
Place
一面側に煙道ガスと接触する検知電極が設けられている
と共に、前記基材の他面側に参照電極が設けられている
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載
のガスセンサ装置。7. The sensor element is provided with a detection electrode in contact with flue gas on one side of a solid electrolyte substrate and a reference electrode on the other side of the substrate. The gas sensor device according to claim 1, 2 , 3 , 4, 5, or 6 .
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７
記載のガスセンサ装置。8. The method of claim 1, 2, 3, 4 base material of the solid electrolyte, which is a disk-shaped, 5, 6 or 7
The gas sensor device described.
筒状であることを特徴とする請求項１、２、３、４、
６、７又は８記載のガスセンサ装置。9. The catalyst unit according to claim 1, 2, 3, 4, wherein the catalyst unit is cylindrical with a platinum net body.
The gas sensor device according to 6, 7, or 8 .
とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記
載のガスセンサ装置。10. The gas sensor device according to claim 1 , wherein the case has a cylindrical shape.
徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又
は１０記載のガスセンサ装置。Wherein said spacer is claim 1,2,3,4,5,6,7,8, which is a cylindrical, 9 also
Is a gas sensor device according to 10 .
又はＣＯX 等の異なるガスを検出する複数の検知領域を
有し、二種以上のガスを検知することを特徴とする請求
項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１
記載のガスセンサ装置。12. The sensor element comprises SO X , NO X ,
Or a plurality of detection areas for detecting different gases such as CO x, and detecting two or more kinds of gases. 10 or 11
The gas sensor device described.
はＣＯX 等の異なるガスを検出する複数の前記センサ素
子がスペーサを介在させて収納され、二種以上のガスを
検知することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
６、７、８、９、１０、１１又は１２記載のガスセンサ
装置。13. A plurality of the sensor elements for detecting different gases such as SO x , NO x , and CO x are housed in the case with a spacer interposed therebetween to detect two or more kinds of gases. Claims 1, 2, 3, 4, 5, characterized in that
The gas sensor device according to 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 or 12 .
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