JP3879096B2 - ガス漏れ検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池等の密閉容器からの微量なガス漏れを検出することができるガス漏れ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、携帯用ノートパソコン、ビデオムービー等の小型の携帯用電子機器がめざましく普及しており、このような機器には小型で高容量化が図れるリチウムイオン二次電池等の非水系二次電池が多く用いられている。そして、次世代の大容量の二次電池としては水素を利用する燃料電池の開発が進められている。
【０００３】
非水系二次電池の製造組立て工程にあっては、電池外装容器とキャップ部材のかしめ部分にはＰＴＣ素子や安全弁等の多くの部材が介在することからかしめ不良、部品不良、溶接不良等により電池内部の電解液が漏れる虞があった。また、燃料電池にあっては容器の接合部、封止部からより小さい分子の水素が漏れる虞があった。そのため、電池の製造工程や開発段階にあっては、厳密なガス漏れ検査を行うべく、電池のかしめ部分、接合部、封止部を係合しこの部分の空気を吸引してガスセンサに当てる構造からなるガス漏れ検出装置を用いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガスの漏れる量が大きい場合には、漏れたガスがガスセンサに容易に達することからこのガス漏れ検出装置は有効に動作するものの、極めて僅かな量のガス漏れの場合にはこれを検出することは困難であった。すなわち、検査対象物を係合する部分に形成した、漏れたガスを流通させる流路であるチャンバー内の空気が一旦吸引されてしまうと、チャンバー内にはこれ以上吸引する空気がなくなることから、わずかな量のガスが少しずつ漏れる場合にはこれがガスセンサまで達せず、検出することができなかった。まして、環境条件設定等により検査対象物の近傍にガスセンサを配置できずに、これらの間にチューブ等の流路を介在させた場合には、漏出ガスはガスセンサに容易には到達することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明にあっては、ガス漏れが僅かな量であったり検査対象物とガスセンサとが離隔していても確実にこれを検出することができるガス漏れ検出装置を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成すべく、本発明のガス漏れ検出装置は、ガス流路にガス漏れ検査の検査対象物を配設し、この検査対象物を間にしてガス流路の一方方向にはガスセンサ収納部材内のガスセンサ収納部に収納され漏出ガスを検出するガスセンサを配設し、他方方向には前記ガスセンサが反応し難い気体を送出する気体送出手段を配設し、前記検査対象物からガス流路へ漏出したガスを前記気体送出手段により前記ガスセンサへと送出するとともに、前記ガスセンサ収納部材における漏出ガスの流入口の口径に対し前記ガスセンサ収納部の内径を大径とし、かつ前記漏出ガスの流入口の口径に対し漏出ガスの流出口の口径を小径とすることにより、漏出ガスを前記ガスセンサ収納部内に滞留させることを特徴とするものである。
【０００７】
また、ガスセンサ収納部内の圧力を大気圧若しくはそれ以上とすることを特徴とするものである。
【０００８】
また、ガスセンサ収納部材における流入口の口径に対する流出口の口径の比率を１／２〜１／１００とすることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のガス漏れ検出装置１を示し、２はガス漏れの検査対象物である電池３を係合しその漏出ガスを流通させるガス流路４を形成してなる係合部材、５はガス流路４の一方にチューブを介して配設されガスセンサ６を収納しその周囲に漏出ガスが滞留するガスセンサ収納部７を有するガスセンサ収納部材、８はこのガスセンサ収納部材５における漏出ガスの流入口、９は同じく流出口、１０はガス流路４の他方にチューブを介して配設されガスセンサ６が反応し難い気体を送出する気体送出手段である。
【００１０】
前記ガスセンサ６は、例えば水素ガスに反応する水素センサであり、きわめて微量の水素を検出すべくその感度を最大に設定し、また気体送出手段１０はこのガスセンサ６が反応し難い酸素を、漏出ガスを搬送するアシストガスとして送出するとともに、絞り弁１１を用いて１０ｃｃ／ｍｉｎ以下の適宜な流量に制御するものである。このアシストガスの流量は、小さいと漏出ガスがガスセンサに達するまでの時間が長くなり、また流量が大きすぎるとガスセンサが漏出ガスを検出しきれずに流出口から排出してしまう虞があった。そのため、検出すべき漏出ガスの漏れ量に応じたアシストガスの流量に設定する必要がある。
【００１１】
ガスセンサ収納部材５は、約１８ｍｍの内径のガスセンサ収納部７を形成してガスセンサ６を収納しており、その一方にガス流路４からの流入口８を形成するとともに、相対向する他方に排気するための流出口９を形成している。流入口８の口径は約１０ｍｍとする一方で、流出口９には口径が０．５ｍｍという微小なオリフィスを設けている。すなわち、ガス流路４から送出されてくるアシストガス（＋漏出ガス）は、口径約１０ｍｍの流入口８から内径１８ｍｍのガスセンサ収納部７に導入されて拡散するとともに、流出口９のオリフィスからは僅かずつしか排気されないことから、アシストガス（＋漏出ガス）はガスセンサ収納部７内で滞留循環してガスセンサ６に満遍なく接触することで漏出ガスを確実に検出することができるものである。
【００１２】
このガスセンサ収納部７においてオリフィスの作用を発揮させるためには、流入口８の口径に対する流出口９のオリフィスの口径の比率を１／２〜１／１００とすることが好ましく、又は流出口９の口径を５ｍｍ以下にすることが好ましい。特に、流入口８の口径に対する流出口９のオリフィスの口径の比率を１／１０〜１／５０とすることがより一層好ましく、又は流出口９の口径を１ｍｍ以下にすることがより一層好ましい。
【００１３】
ガスセンサ収納部材５のガスセンサ収納部７は、ガス流路４を通じて流入口８から微小なガス圧が印加される一方、流出口９側はオリフィスで絞り込みつつ減圧することなく大気圧で開放することで、内部圧力は大気圧若しくはそれよりも若干大きくなる。これにより、ガスセンサ収納部７に対し外部から測定ノイズとなる外気が流入することを避けることができるものである。
【００１４】
このような構成からなる本発明のガス漏れ検出装置１は、漏れ出すと危険な水素ガスを内蔵する燃料電池のガス漏れ検査に好適である。すなわち、加圧、減圧、高温、低温、振動等の過酷な環境下における燃料電池のガス漏れ検査を行うに際しては、ガスセンサを検査対象物から離隔する必要があるが、ガスセンサを検査対象物に近接させてガス漏れ検査を行っていた従来の検査装置ではこのような環境検査は不可能であるのに対し、本発明のガス漏れ検出装置１は、アシストガスによる漏出ガスの搬送と、これに加え微量の漏出ガスであってもこれをガスセンサ収納部７で長く滞留循環させることにより確実に漏出ガスを検出することができるものである。
【００１５】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明によれば、ガス流路にガス漏れ検査の検査対象物を配設し、この検査対象物を間にしてガス流路の一方方向にはガスセンサ収納部材内のガスセンサ収納部に収納された漏出ガスを検出するガスセンサを配設し、他方方向には前記ガスセンサが反応し難い気体を送出する気体送出手段を配設することにより、前記検査対象物からガス流路へ漏出したガスを前記気体送出手段によりガスセンサへと送出することで、検査対象物とガスセンサとが離隔していたり、漏出ガスが微量であっても検査対象物からガス流路へ漏出したガスを気体送出手段からの気体がガスセンサまで送出することにより確実に検出させることができるものである。
【００１６】
そして、ガスセンサをガスセンサ収納部材内の漏出ガスが滞留するガスセンサ収納部に収納するとともに、前記ガスセンサ収納部材における漏出ガスの流入口の口径に対し前記ガスセンサ収納部の内径を大径とし、かつ前記漏出ガスの流入口の口径に対し漏出ガスの流出口の口径を小径とすることで、微量な漏出ガスであってもガスセンサ収納部内に長く滞留循環させることができ、これにより前記気体送出手段により送られた微量な漏出ガスを確実に検出することができるものである。
【００１７】
更に、ガスセンサ収納部内の圧力を大気圧若しくはそれ以上とすることで、ガスセンサ収納部に対し外部から測定ノイズとなる外気が流入することを避けることができ、正確なガス検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のガス漏れ検出装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ガス漏れ検出装置
２ 係合部材
３ 電池
４ ガス流路
５ ガスセンサ収納部材
６ ガスセンサ
７ ガスセンサ収納部
８ 流入口
９ 流出口
１０ 気体送出手段
１１ 絞り弁

Claims (3)

1. ガス流路にガス漏れ検査の検査対象物を配設し、この検査対象物を間にしてガス流路の一方方向にはガスセンサ収納部材内のガスセンサ収納部に収納され漏出ガスを検出するガスセンサを配設し、他方方向には前記ガスセンサが反応し難い気体を送出する気体送出手段を配設し、前記検査対象物からガス流路へ漏出したガスを前記気体送出手段により前記ガスセンサへと送出するとともに、前記ガスセンサ収納部材における漏出ガスの流入口の口径に対し前記ガスセンサ収納部の内径を大径とし、かつ前記漏出ガスの流入口の口径に対し漏出ガスの流出口の口径を小径とすることにより、漏出ガスを前記ガスセンサ収納部内に滞留させることを特徴とするガス漏れ検出装置。
2. ガスセンサ収納部内の圧力を大気圧若しくはそれ以上とすることを特徴とする請求項１記載のガス漏れ検出装置。
3. ガスセンサ収納部材における流入口の口径に対する流出口の口径の比率を１／２〜１／１００とすることを特徴とする請求項１又は２記載のガス漏れ検出装置。

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