JP3890007B2 - ガスセンサー及びそれを用いたガス警報器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス警報器等に搭載されるガスセンサーに関し、特に検知対象ガス以外のガスに対して感度を抑制するためにハウジング内部に活性炭等の吸着層を有するガスセンサーにおいて、吸着層に吸着される検知対象ガス以外のガスを点検ガスとして使用するガスセンサーの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般にガスセンサーは、その目的から、検査対象ガスのみを検知し、検知対象以外のガスは検知しない性能が望まれる。しかし、一般的に可燃性ガスを検知するガス検知素子は同種の可燃性ガスに対しても感度を持っており、例えばメタンガスを検出するメタン検知素子は、同じ炭化水素系のガスであるブタンガス、プロパンガスにも感度を持つ。
【0003】
検査対象以外のガスにも感度を持つガスセンサーの、検知対象以外のガスの感度を低減する方法として、検知対象以外のガスを吸着する活性炭等の吸着層をガス検知素子と外気との間に設ける構造が利用されている。この構造によると、検知対象ガス(例えばメタンガス)は吸着層に吸着されず、ガス検知素子に到達し、ガス検知素子は検知対象ガスを検知でき、検知対象以外のガス(アルコール、プロパンガス、ブタンガス等)は吸着層に吸着され、ガス検知素子に到達する検知対象ガスが抑制されることにより、ガス検知素子は検知対象以外のガスを検知しにくく、誤報が少ない。
【0004】
しかし上記のメリットがある一方、検知対象ガス以外は吸着層に吸着されるため、ガスセンサーの動作を点検するために点検ガスをかける場合は、点検ガスとして検知対象ガスを用いなければならない。例えば、検知対象ガスがメタンガスの場合、メタンは常温で液化が困難であり、高圧にしても運搬できる容積にすると、通常のスプレー缶で5リットル程度が限界である。一方、ブタンは容易に液化できるため、携帯性がよく、メタンに対し数十分の1〜数百分の1の容積で持ち運びが可能であり、市販されているライター程度の大きさで、スプレー缶1本に相当するメタンガス以上の回数の点検が可能であるためブタンガスによる点検が望まれていた。
【0005】
このような検知対象以外のガスに対する感度を抑制しつつ、検査対象以外のガスによる点検を可能とする技術としては次のものがある。
【0006】
その一例としては、図13に示すように金属酸化物半導体のようなガス検知素子1を設置したベース2に樹脂製のハウジングaをガス検知素子1がハウジングa内に内装されるように被せ、ハウジングaにハウジングa内とハウジングa外とを連通させる通気孔bを設け、通気孔bに検知対象以外のガスを吸着する吸着層3を設け、ハウジングa内で防爆用構造材として金属メッシュ籠cをガス検知素子1を覆うように被せ、点検するとき点検ガスをハウジングa内に注入するための点検ガス導入孔4を設けたものがある(例えば、特許文献1参照)。なお、点検ガスの注入とは点検ガスを加圧または運動エネルギーを与えて流通させる等により積極的に流入せしめることである。
【0007】
また他例としては、図14に示すようにガス検知素子1を設置したベース2に金属製の第1ハウジング5をガス検知素子1が内装されるように被せ、第1ハウジング5の外に樹脂製等の第2ハウジング6を被せ、第1のハウジング5と第2ハウジング6間に中間室7を形成し、第1ハウジング5に第1ハウジング5内と中間室7内とを連通させる第1通気孔8を設け、第2ハウジング6に第2ハウジング6外と中間室7とを連通させる第2通気孔9を設け、第2通気孔9に検知対象以外のガスを吸着する吸着層3を装着し、第1通気孔9に防爆構造材としての金属メッシュ板10を装着し、点検するとき点検ガスを第2ハウジング6内に注入するための点検ガス導入孔4を設けたものがある。
【0008】
また上記のようなガスセンサーをガス警報器に搭載した状態で点検ガス導入孔4に点検ガスを導入するため、図15に示すようにガス警報器本体にガス導入管11を設け、このガス導入管11の一端をガス導入孔4に臨ませ、ガス警報器本体の外に位置するガス導入管11の他端からボンベ等で点検ガスを矢印eのように送入するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
【0009】
【特許文献1】
特許第3171733号公報
【特許文献2】
特許第3197409号公報
一方、ガスセンサーのもう一つの課題として、小型化がある。昨今、ガスセンサーを搭載する機器(例えばガス警報器)は、小型化が求められている。
【0010】
半導体式のガス検知素子は、電力により加熱することで数百度に加熱し、加熱により可燃性ガスに対して感度を持つ。そして、この温度に燃焼濃度範囲のガスが接触すれば着火するおそれがあるため、ガス検知素子のある室と外部とは燃焼が伝達しないように防爆構造とする必要がある。
【0011】
一般的に防爆構造は、有効通気面積を管理した金属メッシュにより構成される。ガスセンサーの大きさを小型化するためには、このメッシュ部分の面積を小さくすることが望ましい。
【0012】
金属メッシュの防爆構造の例として、図13の例にあるようにガス検知素子1の周囲を金属メッシュ籠cにより構成する方法が挙げられるが、金属メッシュを小型の有底筒状に精度よく成形することは困難であり、この構造による小型化は困難であった(この構造の場合、ハウジングaの外径が15mmφ程度と大きかった)。
【0013】
これを解決する技術として図14の例の構造のものが提案されている。この場合、第1ハウジング5を金属板でキャップ形状にすること(小型でも容易に成形できる)と、第1通気孔8の部分に金属メッシュ板を設けることにより防爆性と小型化が図られている(この構造の場合、第2ハウジング6の外径が6〜8mmφ程度と小型化できた)。またこの構造では点検ガスを導入する点検ガス導入孔4は防爆構造を形成する第1ハウジング5には設けられず、第2ハウジング6に設ける必要がある。
【0014】
またハウジングの通気孔は検知対象以外のガスの感度を抑制する目的で、流量制限通気孔といったものを設けるという例(例えば、特許文献3参照)があるように通気孔の開口面積は検知対象ガスの検知性能に影響のない範囲でより小さくしたものがある。
【0015】
【特許文献3】
特許第3171720号公報
この結果、第1ハウジング5が第1通気孔8のある金属板製のキャップで形成されることにより第2ハウジング6の点検ガス導入孔4から注入された点検ガスが第2ハウジング6に充満した後、第1ハウジング5の内部に到達することとなり、ガス検知素子1に点検ガスを到達させるためには、第2ハウジング6の内部に充満させるガス量が必要となり、また充満させる時間がかかることから、点検ガス圧入開始から、ガス検知素子1が点検ガスに対して感度を持つまで時間がかかる。
【0016】
またガス検知素子1に点検ガスが到達し、ガス検知素子1が点検ガスの感度まで上昇する頃には、第2ハウジング6と第1ハウジング5の内部に点検ガスが充満した状態となり、点検ガスの圧入を止めた後も点検ガスが長時間第1ハウジング5の内部に留まり、ガス検知素子1の感度が低下するまで非常に長時間かかるという問題があった。
【0017】
また第2ハウジング6に吸着層3があるため、第2ハウジング6内に多量の点検ガスを圧入すると、点検ガスの一部が吸着層3に吸着され、点検ガスを止めた後、第2ハウジング6内部での点検ガスの濃度が低下し始めても、吸着層3からの点検ガスの放出が起こり、第2ハウジング6内に点検ガスを供給することにより長時間点検ガスの圧入を続けることと同じ状態が起こり、さらに長時間ガス検知素子1の感度が低下しないことになる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
上記のことにより、点検ガスによりガスセンサーを点検する場合、ガス検知素子が規定の感度になるまで時間がかかり、また規定の感度になった後に点検ガスの圧入を停止した後も、長時間規定の感度が出たままとなり、なかなか点検作業が終了できなかった。
【0019】
またこのガスセンサーを搭載した機器(例えばガス警報器)は規定の感度になったことを警報で知らせるようにしているが、長時間この警報が鳴り止まないことから点検者やその周囲の人にとって利便性が悪いという問題がある。
【0020】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、点検ガスによりガスセンサーの点検をする場合に規定の感度になるまでの時間を短縮し、また規定感度になった後に点検ガスの圧入を停止した後、規定の感度以下になる時間を短縮することにより、ガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができるガスセンサー及びそれを用いたガス警報器を提供することを課題とするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のガスセンサーは、内部が中空の第1ハウジング5と、この第1ハウジング5を覆うように外に被せた第2ハウジング6と、第1ハウジング5と第2ハウジング6との間に形成された中間室7と、第1ハウジング5内と中間室7との間でガスが流通可能なように第1ハウジング5に設けた第1通気孔8と、中間室7と第2ハウジング6外部との間が流通可能なように第2ハウジング6に設けた第2通気孔9と、第1ハウジング5内に設けた検知対象ガス及び点検ガスに感応するガス検知素子1と、検知対象ガス以外のガスを吸着するように第2通気孔9に設けた吸着層3と、第2通気孔9とは別に第2ハウジング6外部から中間室7に点検ガスを注入可能なように第2ハウジング6に設けた点検ガス導入孔4とを備えたガスセンサーにおいて、点検ガス導入孔4から注入される点検ガスが第1通気孔8に誘導されるように点検ガス導入孔4に指向性を持たせたことを特徴とする。上記のように構成したことにより指向性を持たせた点検ガス導入孔4から点検ガスを第1通気孔8に誘導されるように注入できて第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができるものであって、ガスセンサーの点検をする場合に規定の感度になるまでの時間を短縮できると共に規定感度になった後に点検ガスの注入を停止した後、規定の感度以下になる時間を短縮することができ、ガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0022】
また点検ガス導入孔4から注入された点検ガスが第1ハウジング5内に誘引されるようにガイドする誘引ガイド部12を第1通気孔8に設けたことを特徴とすることも好ましい。この場合も、点検ガス導入孔4から注入された点検ガスが誘引ガイド部12にて第1通気孔8に誘引され、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができるものであって、上記と同様にガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0023】
また第1ハウジング5に複数個の第1通気孔8を設けたことを特徴とすることも好ましい。点検ガス導入孔4から点検ガスを注入したとき第1ハウジング5に対して流入する流れが生じる第1通気孔8と第1ハウジング5から流出を生じる第1通気孔8とができるために流通がしやすくなって第1ハウジング5内に点検ガスが流入しやすくなり、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができるものであって、上記と同様にガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0024】
また第1通気孔8の断面形状が点検ガス導入孔4から注入される点検ガスの流れと平行な方向に長くなるように異方性を持たせたことを特徴とすることも好ましい。この場合も、点検ガス導入孔4から点検ガスを注入したとき点検ガスの流れと平行な方向に長くなるように形成された異方性のある第1通気孔8から第1ハウジング5内に点検ガスが流入しやすくなり、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができるものであって、上記と同様にガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0025】
また第1通気孔8が第2ハウジング6の内側側面の近傍に位置するように偏心させた位置に設けたことを特徴とすることも好ましいものである。この場合も、点検ガス導入孔4から点検ガスを注入して点検ガスが第2ハウジング6内の壁面に沿って流れた際、壁面に沿った流れの点検ガスが第2ハウジング6の内側側面近傍に位置するように偏心した第1通気孔8から第1ハウジング5内に流入しやすくなり、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができるものであって、上記と同様にガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0026】
また点検ガス導入孔4から注入される点検ガスが第2ハウジング6の内側側面に沿って周方向に流動するように点検ガスを誘導する構造にしたことを特徴とすることも好ましい。この場合も点検ガス導入孔4から注入された点検ガスが第2ハウジング6の内側側面に沿って周方向に流動して点検ガスが第1通気孔8に導かれ、第1通気孔8付近の点検ガスの流動が比較的大きくなるため第1通気孔8から第1ハウジング5内に流入しやすくなり、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができるものであって、上記と同様にガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0027】
また点検ガス導入孔4から注入された点検ガスが吸着層3に流入するのを抑制する流入抑制手段13を設けたことを特徴とすることも好ましい。この場合、点検ガスが吸着層3に吸着されるのを防止でき、点検ガスの注入を停止した後、規定の感度以下になる時間を短縮することができてガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0028】
また、前記ガスセンサーの第1通気孔8にガス流通制限手段を設けることも好ましい。第1通気孔8にガス流通制限手段を設けることにより、検知対象ガスに対する選択性が得られることは知られている(例えば、前記特許文献3参照)が、点検ガスも同様に流入が制限されてしまうため、点検ガスのガス検知素子1への到達が遅くなり、点検時間が長くなってしまうという問題があった。しかし、前記の点検時間の短縮化及び点検作業の効率化が図られたガスセンサーの第1通気孔8にガス流通制限手段を設けることにより、検知対象ガスに対する選択性の向上と、点検時間の短縮化が両立できる。
【0029】
また上記ガスセンサーをガス警報器本体14に搭載してガス警報器を形成することを特徴とすることも好ましい。この場合、ガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができるガス警報器を得ることができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
先ず、図1に示す実施の形態の例から述べる。円盤状のベース2には検査対象ガスと点検ガスを感知し得るガス検知素子1を設置してあり、このベース2には有底筒状の第1ハウジング5を被せて装着してあり、第1ハウジング5内にガス検知素子1を内装してある。この第1ハウジング5は金属板を有底筒状に成形して形成されている。第2ハウジング6は樹脂等で有底筒状に形成されており、第1ハウジング5の上に第2ハウジング6を被せるように装着してある。第2ハウジング6と第1ハウジング5との間には中間室7を形成してある。第1ハウジング5には第1ハウジング5内と中間室7とを連通させる第1通気孔8を形成してあり、この第1通気孔8には防爆構造材としての金属メッシュ板10を装着してある。第2ハウジング6には第2ハウジング6の外部と中間室7とを連通させる第2通気孔9を穿孔してあり、検知対象以外のガスを吸着する吸着層3を中間室7側で第2通気孔9に装着してある。第2ハウジング6には点検ガスを注入するための点検ガス導入孔4を第2ハウジング6の外部と中間室7とを連通させるように設けてある。この点検ガス導入孔4は本例では第1通気孔8に向かうように指向性を持たせてある。このように構成せるガスセンサーは、金属にて形成せる第1ハウジング6と第1通気孔8に装着した金属メッシュ板10で防爆を図るものであるため第2ハウジング6の外径が6〜8mm程度と小型化できる。
【0031】
ガスセンサーの点検を行う際には点検ガス導入孔4から点検ガスを中間室7内に注入するが、点検ガス導入孔4に指向性を持たせてあるため点検ガス導入孔4から点検ガスを第1通気孔8に誘導されるように注入できる。これにより、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができる。これによりガスセンサーの点検をする場合に規定の感度になるまでの時間を短縮できると共に規定感度になった後に点検ガスの圧入を停止した後、注入している点検ガスの量も少ないので規定の感度以下になる時間を短縮することができる。
【0032】
また、金属メッシュ板10は、ガス流通制限手段を兼用しており、点検ガスを注入した際は、点検ガスが第1通気孔8を移動可能であるが、普段の検知時は対流による第1通気孔8の移動は制限し、拡散による検知対象ガスの移動は可能である。
【0033】
なお、検知対象ガスは第2ハウジング6の第2通気孔9を通して拡散により中間室7に移動するため点検ガス導入孔4の指向性に影響を受けることはなく、検知性能は変わらない。
【0034】
次に図2に示す実施の形態の例について述べる。本例も上記例と基本的に同じであり、同じものには同じ符号を付して説明を省略し、異なる点だけを主に述べる。本例の場合、上記の例のように点検ガス導入孔4に指向性を持たせる代わりに、点検ガス導入孔4から注入された点検ガスが第1ハウジング5内に誘引されるようにガイドする誘引ガイド部12を第1通気孔8に設けてある。つまり、注入された点検ガスを受けて第1通気孔8に導く形状の誘引ガイド部12を設けてある。
【0035】
ガスセンサーの点検を行うために点検ガス導入孔4から圧入された点検ガスが誘引ガイド部12にて第1通気孔8に誘引され、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができる。この場合、第1通気孔8の部分の形状が変わっても第1通気孔8の開口面積が変わらなければ、防爆性を維持しながら点検性は向上する。
【0036】
なお、検知対象ガスは第2ハウジング6の第2通気孔9を通して拡散により中間室7に移動するため誘引ガイド部12が設けられていても第1通気孔8の開口面積が変わらなければ、検知性能は変わらない。
【0037】
次に図3に示す実施の形態の例について述べる。本例も上記例と基本的に同じであり、同じものには同じ符号を付して説明を省略し、異なる点だけを主に述べる。本例の場合、第1ハウジング5に第1通気孔8を設けるとき、複数の第1通気孔8を間隔を隔てて設けてある。図に示す例では2つの第1通気孔8a,8bを穿孔してある。この例の場合、開口面積が同一の1つの孔の第1通気孔に対して点検ガスの流通しやすくなる。つまり、ガス導入孔4から点検ガスを注入したとき第1ハウジング5に対して流入する流れが生じる第1通気孔8と第1ハウジング5から流出を生じる第1通気孔8とができるために流通がしやすくなって第1ハウジング5内に点検ガスが流入しやすくなり、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができる。
【0038】
次に図4に示す実施の形態の例について述べる。本例も上記例と基本的に同じであり、同じものには同じ符号を付して説明を省略し、異なる点だけを主に述べる。本例の場合、第1通気孔8の断面形状が点検ガス導入孔4から注入される点検ガスの流れと平行な方向に長くなるように異方性を持たせてある。つまり点検ガスの流れの方向と平行な方向に長くなるように長孔状に形成してある。この場合、点検ガス導入孔4から点検ガスを圧入したとき点検ガスの流れと平行な方向に長くなるように形成された異方性のある第1通気孔8から第1ハウジング5内に点検ガスが流入しやすくなり、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができる。このとき、長孔状の第1通気孔8のアスペクト比は、1.5以上が望ましい。
【0039】
次に図5に示す実施の形態の例について述べる。本例も上記例と基本的に同じであり、同じものには同じ符号を付して説明を省略し、異なる点だけを主に述べる。本例の場合、第1通気孔8を設けるとき第2ハウジング6の内側側面の近傍に位置するように偏心させた位置に設けてある。つまり、第1ハウジング5のセンターの位置に対して第2ハウジング6の内側側面の方に近付くように偏心させてある。またこのとき点検ガス導入口4と反対の方に偏心させることが望ましい。この場合、点検ガス導入孔4から点検ガスを第2ハウジング6内に注入したとき、
第2ハウジング6の内側側面である壁面に沿って流れ、この壁面に沿って流れた点検ガスが第1通気孔8の方に向かって流れて第1通気孔8から第1ハウジング5内に流入しやすくなり、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができる。
【0040】
ここで、第2ハウジング6のセンターから第2ハウジング6の内側側面までの距離をR、上記センターから第1通気孔8までの距離をrとしたとき、(r/R)とガス検知素子1が感知するまでの時間との関係をグラフにすると図6に示すようになる。図6で縦軸に感知するまでの時間を示し、横軸に(r/R)を示し、(r/R)が大きくなる程感知するまでの時間が短くなる。(r/R)>0.1で感知するまでの時間が短くなる効果が表れ始め、(r/R)>0.2でより顕著に効果表れ、(r/R)>0.3とすることが望ましい。
【0041】
次に図7に示す実施の形態の例について述べる。本例も上記例と基本的に同じであり、同じものには同じ符号を付して説明を省略し、異なる点だけを主に述べる。本例の場合、点検ガス導入孔4から注入される点検ガスが第2ハウジング6の内側側面に沿って周方向に流動するように点検ガスを誘導する構造にしてある。つまり、点検ガス導入孔4を斜め下方に向けると共に第2ハウジング6の内側側面の接線方向に近付くように傾斜させることにより、点検ガスが第2ハウジング6の内側側面に沿って周方向に流動するように点検ガスを誘導する構造にしてある。また第1通気孔8が第2ハウジング6の内側側面に近付く位置に偏心させて設けてある。
【0042】
この場合、点検ガス導入孔4から注入された点検ガスが第2ハウジング6の内側側面に沿って周方向に流動して渦流が生じ、点検ガスが第1通気孔8に導かれ、第1通気孔8から第1ハウジング5内に流入しやすくなり、第2ハウジング6内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができる。
【0043】
上記のように第2ハウジング6の内側側面に沿わせて渦巻き状に点検ガスを注入するとき、第1ハウジング5に設ける第1通気孔8を図8に示すような形状にすると一層点検ガスを導入しやすくなる。図8(a)に示すものでは、第1通気孔8を円弧状にして一対の第1通気孔8を対称の位置に設けてある。図8(b)に示すものでは第1通気孔8に導入ガイド15を設けてある。図8(c)に示すものでは、周方向に複数(図示例では4個)の第1通気孔8を設けて各第1通気孔8に夫々導入ガイド15を設けてある。
【0044】
次に図9に示す実施の形態の例について述べる。本例も上記例と基本的に同じであり、同じものには同じ符号を付して説明を省略し、異なる点だけを主に述べる。本例の場合、点検ガス導入孔4から注入された点検ガスが吸着層3に流入するのを抑制する流入抑制手段13を設けてある。つまり、吸着層3の下面に点検ガスが通過しない半円状や円環状の板を装着してある。この場合、点検ガスが吸着層3に吸着されるのを防止でき、点検ガスの注入を停止した後、規定の感度以下になる時間を短縮することにができる。すわなち、吸着層3に吸着された点検ガスが脱離により後でガス検知素子1に届き、感知が持続するようなことが抑えられ、点検性が向上する。なお、上記図9では図5に示す例のガスセンサーで流入抑制手段13を設けたものについて述べたが、図1乃至図8のいずれの例のものでも同様に流入抑制手段13を設けることができる。
【0045】
また図10は上記のようなガスセンサーをガス警報器本体14内に組み込んでガス警報器を形成したものを示す。ガス警報器本体14にはガス警報器本体14の外部からガスセンサーの点検ガス導入孔4に点検ガスをガイドする注入管路16を設けてある。
【0046】
次に本発明のガスセンサーと従来のガスセンサーとの性能の差についでさらに具体的に説明する。
【0047】
点検の手順は、次の▲1▼▲2▼▲3▼▲4▼の順で行われる。▲1▼点検ガス導入孔より点検ガスを規定時間の間注入する。→▲2▼ガス検知素子が規定の感度を出していることを確認する。→▲3▼規定の感度以下になるまで放置する。→▲4▼規定の感度以下になって点検を終了する。
【0048】
ところで、図11に点検ガスの注入時間と注入開始からガス検知素子に感度がでるまでの時間との関係を示す。図12に点検ガスの注入時間とガス検知素子の規定の感度が出てから規定の感度がなくなるまでの時間との関係を示す。このグラフで符号Aは図13に示す従来例のガスセンサーの性能を示し、符号Bは図1に示す構造の本発明のガスセンサーの性能を示し、符号Cは図1の構造と図2の構造を併用した本発明のガスセンサーの性能を示す。
【0049】
図13に示す従来例のガスセンサーの場合(符号A)、手順▲1▼−▲2▼間及び手順▲3▼−▲4▼間の時間が長い。例えば点検ガスの注入時間が2秒の場合、▲1▼−▲2▼間は20秒、▲3▼−▲4▼間が80秒で合計100秒かかるが、図1に示す本発明のガスセンサーの場合(符号B)、▲1▼−▲2▼間は9秒、▲3▼−▲4▼間が62秒で合計71秒、図1の構造と図2の構造を併用した本発明のガスセンサーの場合(符号C)、は▲1▼−▲2▼間は4秒、▲3▼−▲4▼間が43秒で合計43秒で点検が終了する。
【0050】
また実際の点検でよくされることであるが、ガス検知素子に規定の感度が出るまでの時間点検ガスと注入し続けると、図13に示す従来例のガスセンサーの場合(符号A)、規定の感度が出るまで10秒、規定の感度以下になるまで600秒で合計610秒かかる。しかし、図1に示す本発明のガスセンサーの場合(符号B)、規定の感度が出るまで5秒、規定の感度以下になるまで120秒で合計125秒と点検時間が短くなり、図1の構造と図2の構造を併用した本発明のガスセンサーの場合(符号C)、規定の感度が出るまで3秒、規定の感度以下になるまで60秒で合計63秒と点検時間がさらに短くなる。
【0051】
なお、点検時に規定の感度が出たことを警報で知らせる装置として例えばガス警報器があるが、警報が鳴るまで点検ガスを注入することをすると、図13に示す従来例のガスセンサーの場合(符号A)、600秒警報が鳴り続けることになり、点検者や周囲の人にとって利便性が悪いが、図1の構造と図2の構造を併用した本発明のガスセンサーの場合(符号C)、60秒で警報が鳴り止むため利便性がよい。
【0052】
なお、これまで示した実施の形態の例では、点検ガス導入孔4の数が1の場合について例示したが、本発明の効果は、点検ガス導入孔4の数が2以上の場合でも発現し、点検ガス導入孔4の数は1に制限されない。
【0053】
また、これまで示した実施の形態の例では、第1ハウジング5と第2ハウジング6の形状は、有底筒状に形成したものとして例示したが、本発明の効果は、第1ハウジング5と第2ハウジング6の形状が半球形状、半筒状、方形、円錐形状又は、その他の形状の場合でも発現し、第1ハウジング5または第2ハウジング6の形状は有底筒状に制限されない。
【0054】
また、これまで示した実施の形態の例では、ガスセンサーの向きを円盤状のベース2を下、第2ハウジング6を上となる向きに例示したが、本発明の効果はガスセンサーの向きによらず発現し、例示のガスセンサーの向きを任意の方向または、任意の角度に傾斜あるいは回転させた向きでも発現し、ガスセンサーの向きは例示の向きに制限されない。
【0055】
また、第1ハウジング5は金属板に形成されたものと、第2ハウジング6は樹脂等で形成されたものとして例示したが、本発明の効果は、第1ハウジング5、第2ハウジング6を形成する材質によらず、樹脂、金属、木材、鋳物等またはこれらの複合材、焼結材等の場合でも発現し、第1ハウジング5、第2ハウジング6の材質は各々金属板、樹脂に制限されない。
【0056】
また、これまで示した実施の形態の例では、ガス流通制限手段は、金属メッシュ板10が兼用したものとして例示したが、本発明の効果は、ガス流通制限手段は金属メッシュ板10が兼用しない場合や、金属メッシュ板10以外の素材で形成した場合や、また、通気孔の径を縮小するなどの別構造の場合、例えばセラミック、金属、樹脂材料により形成されガス流通制限される多孔質等でも発現し、例示の材質、形状、構造に制限されない。
【0057】
また、実施の形態の例では、第1ハウジング5内のガス検知素子1の数が1の場合について例示したが、本発明の効果は、ガス検知素子1の数が2以上の場合も発現し、ガス検知素子1の数は1に制限されない。
【0058】
また、図3および図8に例示した実施の形態の例において、同形状・同構造・同じ大きさの複数の第1通気孔8を設けたものとして例示したが、本発明の効果は、異なる形状又は異なる構造又は異なる大きさあるいはこれらの組み合わせによる複数の第1通気孔8を設けた場合でも発現し、複数の第1通気孔8は同形状、同じ大きさ、同構造に制限されない。
【0059】
また、実施の形態の例において、流入抑制手段13は、吸着層3の下面に点検ガスが通過しない半円状や円環状の板として例示したが、本発明の効果は流入抑制手段13がガスを通過する材質であっても、内部をガスの通過が阻害される構造(例えば、多孔質材料や、通気性シート、メッシュ状の材料)でも発現し、また形状も材質との組み合わせにより流入抑制の効果がある形状であれば任意に選択でき、流入抑制手段13は材質あるいは形状により制限されない。
【0060】
【発明の効果】
本発明の請求項1の発明は、点検ガス導入孔から注入される点検ガスが第1通気孔に誘導されるように点検ガス導入孔に指向性を持たせたので、指向性を持たせた点検ガス導入孔から点検ガスを第1通気孔に誘導されるように注入できて第2ハウジング内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング内に点検ガスを入れてガス検知素子に接触させることができる。
【0061】
また本発明の請求項2の発明は、点検ガス導入孔から注入された点検ガスが第1ハウジング内に誘引されるようにガイドする誘引ガイド部を第1通気孔に設けたので、点検ガス導入孔から注入された点検ガスが誘引ガイド部にて第1通気孔に誘引され、第2ハウジング内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング内に点検ガスを入れてガス検知素子に接触させることができる。
【0062】
また本発明の請求項3の発明は、第1ハウジングに複数個の第1通気孔を設けたので、点検ガス導入孔から点検ガスを注入したとき第1ハウジングに対して流入する流れが生じる第1通気孔と第1ハウジングから流出を生じる第1通気孔ができるために流通がしやすくなって第1ハウジング内に点検ガスが流入しやすくなり、第2ハウジング内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング内に点検ガスを入れてガス検知素子に接触させることができる。
【0063】
また本発明の請求項4の発明は、第1通気孔の断面形状が点検ガス導入孔から注入される点検ガスの流れと平行な方向に長くなるように異方性を持たせたので、点検ガス導入孔から点検ガスを注入したとき点検ガスの流れと平行な方向に長くなるように形成された異方性のある第1通気孔から第1ハウジング内に点検ガスが流入しやすくなり、第2ハウジング内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング内に点検ガスを入れてガス検知素子に接触させることができる。
【0064】
また本発明の請求項5の発明は、第1通気孔が第2ハウジングの内側側面の近傍に位置するように偏心させた位置に設けたので、点検ガス導入孔から点検ガスを注入して点検ガスが第2ハウジング内の壁面に沿って流れた際、壁面に沿った流れの点検ガスが第2ハウジングの内側側面近傍に位置するように偏心した第1通気孔から第1ハウジング内に流入しやすくなり、第2ハウジング内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング内に点検ガスを入れてガス検知素子に接触させることができる。
【0065】
また本発明の請求項6の発明は、点検ガス導入孔から注入される点検ガスが第2ハウジングの内側側面に沿って周方向に流動するように点検ガスを誘導する構造にしたので、点検ガス導入孔から注入された点検ガスが第2ハウジングの内側側面に沿って周方向に流動して点検ガスが第1通気孔に導かれ、第1通気孔から第1ハウジング内に流入しやすくなり、第2ハウジング内に点検ガスを充満させなくても第1ハウジング5内に点検ガスを入れてガス検知素子1に接触させることができる。
【0066】
したがって、本発明の請求項1乃至請求項6の発明は、ガスセンサーの点検をする場合に規定の感度になるまでの時間を短縮できると共に規定感度になった後に点検ガスの注入を停止した後、規定の感度以下になる時間を短縮することにができ、ガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0067】
また本発明の請求項7の発明は、請求項1乃至請求項6において、点検ガス導入孔から注入された点検ガスが吸着層に流入するのを抑制する流入抑制手段を設けたので、点検ガスが吸着層に吸着されるのを防止でき、点検ガスの注入を停止した後、規定の感度以下になる時間を短縮することにができてガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができる。
【0068】
また本発明の請求項8の発明は、請求項1乃至請求項7において、第1通気孔にガス流通制限手段を設けたので、ガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化と、検知対象ガスに対する選択性の向上の両立ができる。
【0069】
また本発明の請求項9の発明は、上記ガスセンサーをガス警報器本体に搭載してガス警報器を形成したので、ガスセンサーの点検時間の短縮化及び点検作業の効率化を図ることができるガス警報器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施の形態の一例のガスセンサーの断面図、(b)は第2ハウジングの斜視図、(c)は第2ハウジングの平面図である。
【図2】(a)は同上の他の例のガスセンサーの断面図、(b)は第1ハウジングの斜視図である。
【図3】(a)は同上の他の例のガスセンサーの断面図、(b)は第1ハウジングの斜視図である。
【図4】(a)は同上の他の例のガスセンサーの断面図、(b)は第1ハウジングの斜視図、(c)は第1ハウジングの平面図である。
【図5】同上の他の例のガスセンサーの断面図である。
【図6】図5のガスセンサーの性能を説明するグラフである。
【図7】(a)は同上の他の例のガスセンサーの断面図、(b)は(a)の平面から見た断面図、(c)は動作を示す斜視図である。
【図8】(a)(b)(c)は第1通気孔の構造の他の例の斜視図及び平面図である。
【図9】(a)は同上の他の例のガスセンサーの断面図、(b)(c)は流入抑制手段を示す斜視図である。
【図10】同上のガスセンサーを組み込んだガス警報器を示す一部切欠断面図である。
【図11】本発明のガスセンサーと従来のガスセンサーの性能を比較したグラフである。
【図12】本発明のガスセンサーと従来のガスセンサーの性能を比較したグラフである。
【図13】一従来例の断面図である。
【図14】他の従来例の断面図である。
【図15】他の従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 ガス検知素子
4 ガス導入孔
5 第1ハウジング
6 第2ハウジング
7 中間室
8 第1通気孔
9 第2通気孔
Claims (9)
- 内部が中空の第1ハウジングと、この第1ハウジングを覆うように外に被せた第2ハウジングと、第1ハウジングと第2ハウジングとの間に形成された中間室と、第1ハウジング内と中間室との間でガスが流通可能なように第1ハウジングに設けた第1通気孔と、中間室と第2ハウジング外部との間が流通可能なように第2ハウジングに設けた第2通気孔と、第1ハウジング内に設けた検知対象ガス及び点検ガスに感応するガス検知素子と、検知対象ガス以外のガスを吸着するように第2通気孔に設けた吸着層と、第2通気孔とは別に第2ハウジング外部から中間室に点検ガスを注入可能なように第2ハウジングに設けた点検ガス導入孔とを備えたガスセンサーにおいて、点検ガス導入孔から注入される点検ガスが第1通気孔に誘導されるように点検ガス導入孔に指向性を持たせたことを特徴とするガスセンサー。
- 内部が中空の第1ハウジングと、この第1ハウジングを覆うように外に被せた第2ハウジングと、第1ハウジングと第2ハウジングとの間に形成された中間室と、第1ハウジング内と中間室との間でガスが流通可能なように第1ハウジングに設けた第1通気孔と、中間室と第2ハウジング外部との間が流通可能なように第2ハウジングに設けた第2通気孔と、第1ハウジング内に設けた検知対象ガス及び点検ガスに感応するガス検知素子と、検知対象ガス以外のガスを吸着するように第2通気孔に設けた吸着層と、第2通気孔とは別に第2ハウジング外部から中間室に点検ガスを注入可能なように第2ハウジングに設けた点検ガス導入孔とを備えたガスセンサーにおいて、点検ガス導入孔から注入された点検ガスが第1ハウジング内に誘引されるようにガイドする誘引ガイド部を第1通気孔に設けたことを特徴とするガスセンサー。
- 内部が中空の第1ハウジングと、この第1ハウジングを覆うように外に被せた第2ハウジングと、第1ハウジングと第2ハウジングとの間に形成された中間室と、第1ハウジング内と中間室との間でガスが流通可能なように第1ハウジングに設けた第1通気孔と、中間室と第2ハウジング外部との間が流通可能なように第2ハウジングに設けた第2通気孔と、第1ハウジング内に設けた検知対象ガス及び点検ガスに感応するガス検知素子と、検知対象ガス以外のガスを吸着するように第2通気孔に設けた吸着層と、第2通気孔とは別に第2ハウジング外部から中間室に点検ガスを注入可能なように第2ハウジングに設けた点検ガス導入孔とを備えたガスセンサーにおいて、第1ハウジングに複数個の第1通気孔を設けたことを特徴とするガスセンサー。
- 内部が中空の第1ハウジングと、この第1ハウジングを覆うように外に被せた第2ハウジングと、第1ハウジングと第2ハウジングとの間に形成された中間室と、第1ハウジング内と中間室との間でガスが流通可能なように第1ハウジングに設けた第1通気孔と、中間室と第2ハウジング外部との間が流通可能なように第2ハウジングに設けた第2通気孔と、第1ハウジング内に設けた検知対象ガス及び点検ガスに感応するガス検知素子と、検知対象ガス以外のガスを吸着するように第2通気孔に設けた吸着層と、第2通気孔とは別に第2ハウジング外部から中間室に点検ガスを注入可能なように第2ハウジングに設けた点検ガス導入孔とを備えたガスセンサーにおいて、第1通気孔の断面形状が点検ガス導入孔から注入される点検ガスの流れと平行な方向に長くなるように異方性を持たせたことを特徴とするガスセンサー。
- 内部が中空の第1ハウジングと、この第1ハウジングを覆うように外に被せた第2ハウジングと、第1ハウジングと第2ハウジングとの間に形成された中間室と、第1ハウジング内と中間室との間でガスが流通可能なように第1ハウジングに設けた第1通気孔と、中間室と第2ハウジング外部との間が流通可能なように第2ハウジングに設けた第2通気孔と、第1ハウジング内に設けた検知対象ガス及び点検ガスに感応するガス検知素子と、検知対象ガス以外のガスを吸着するように第2通気孔に設けた吸着層と、第2通気孔とは別に第2ハウジング外部から中間室に点検ガスを注入可能なように第2ハウジングに設けた点検ガス導入孔とを備えたガスセンサーにおいて、第1通気孔が第2ハウジングの内側側面の近傍に位置するように偏心させた位置に設けたことを特徴とするガスセンサー。
- 内部が中空の第1ハウジングと、この第1ハウジングを覆うように外に被せた第2ハウジングと、第1ハウジングと第2ハウジングとの間に形成された中間室と、第1ハウジング内と中間室との間でガスが流通可能なように第1ハウジングに設けた第1通気孔と、中間室と第2ハウジング外部との間が流通可能なように第2ハウジングに設けた第2通気孔と、第1ハウジング内に設けた検知対象ガス及び点検ガスに感応するガス検知素子と、検知対象ガス以外のガスを吸着するように第2通気孔に設けた吸着層と、第2通気孔とは別に第2ハウジング外部から中間室に点検ガスを注入可能なように第2ハウジングに設けた点検ガス導入孔とを備えたガスセンサーにおいて、点検ガス導入孔から注入される点検ガスが第2ハウジングの内側側面に沿って周方向に流動するように点検ガスを誘導する構造にしたことを特徴とするガスセンサー。
- 点検ガス導入孔から注入された点検ガスが吸着層に流入するのを抑制する流入抑制手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のガスセンサー。
- 第1通気孔にガス流通制限手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のガスセンサー。
- 請求項1乃至請求項8のいずれかのガスセンサーをガス警報器本体に搭載したことを特徴とするガス警報器。
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