JP4148925B2 - ガス検知部及びガス警報器 - Google Patents

Description

本発明は、被検知ガスを検出するセンサと、当該センサに点検用の被検知ガスを吹きかけるガス点検口とを備えたガス検知部、および、当該ガス検知部を備えたガス警報器に関する。

家庭用のガス警報器を新たに取り付ける場合、或いは、既に取り付けたガス警報器の定期点検を行う際には、点検用の被検知ガスをセンサ部分に吹きかけ、適正に鳴動するか否かを点検する。この点検は、例えば次のような手法により行なう。

ガス警報器の点検者は、そのガス検知回路に組み込まれているガス検知素子に、被検知ガス、もしくは、そのガス検知素子がその被検知ガスと同等のガス検知能を示す点検用ガスを供給する。これにより、ガス検知機構を実際に作動させて、そのガス検知動作、或いは、ガス検知回路の出力等を確認する（特許文献１〔0023〕乃至〔0025〕段落参照）。

特開2002-269657号公報

点検者が、このような動作点検を行う場合、例えば、通常のライターに充填されているイソブタンガスを用いる。都市ガス警報器のように炭化水素ガスを検知するガス警報器に対しては、イソブタンガスであっても十分に代用可能である。

ガス警報器の点検を迅速に行うには、点検用ガスを、センサの内部に設けたガス検知素子に素速く到達させ、接触させる必要がある。
そのために、前記センサの何れかの場所に開口部が設けてあり、点検用のガスをセンサの内部に導くように構成してある。ただし、ライターに充填してある前記イソブタンガスは、ある程度の高濃度を有している。そのため、センサに過剰に供給されると、センサは直ちに鳴動を開始するものの、センサの周囲のガス濃度が長時間に亘って高く維持され、そのあいだガス警報器が鳴動し続けることとなる。

また、通常、この種のガス警報器には、被検知ガス以外の雑ガスを吸着するために、活性炭などを用いたフィルタを備えている。このフィルタには、前記イソブタンガスが吸着し易い。このことも、センサの周囲が点検用ガスによって高濃度に維持される原因となっている。
このように、従来のガス警報器においては、効率的な動作点検を行なうにも限界があった。

そこで、本発明は上記実状に鑑み、効率的に動作点検を行なうことができるガス検知部および当該ガス検知部を備えたガス警報器を提供することを目的としている。

（特徴構成１）
本発明のガス検知部の特徴構成は、外形を円筒状に構成してある被検知ガスを検出するセンサがその円筒の軸心を水平にした状態で配置してあり、前記センサが、センサの内部と外部とに渡って前記被検知ガスの出入りを許容する少なくとも二つの開口部を、同一の円周上のガス点検口側とその裏側とに上下に位置を異ならせて備えると共に、前記センサの表面であって、前記開口部のうち何れか一つに近傍する位置に前記被検知ガスを点検用に吹きかける前記ガス点検口を備えてあって、点検用のガスを前記ガス点検口から前記円周上に向けて吹きかけるように構成してある点にある。

（作用効果）
本構成では、被検知ガスを点検用に吹きかけるガス点検口を、センサに設けた開口部のうち何れか一つに近接する位置に点検用のガスを吹きかけできるように設けてある。よって、ガスをセンサの内部に注入させ易くなっている。
このとき、例えば、点検用ガスとして空気よりも重いイソブタンガスを用いる場合には、上下方向に位置が異なる開口部のうち、下方の開口部に向けて被検知ガスを吹きかける。これにより、センサの内部に注入されたガスがセンサの内部に留まり、センサ内部のガス濃度が早期に高まる。この結果、センサの動作確認を迅速に行なうことができる。

一方、点検用のガスの吹きかけを停止すると、それまでガスの注入孔として機能していた下方の開口部がガスのドレン孔として機能するようになる。上方の開口は、点検用ガスの排出に応じた空気の侵入口として機能し始めるから、当該ガスが極めて円滑に排出される。

このように、本構成のガス検知部であれば、センサの内部へのガスの注入と、センサの外部へのガスの排出を確実に行うことができる。よって、センサの動作点検を行なう際に少量の点検用ガスを吹きかけるだけでよく、効率よくセンサの動作点検を行なうことができる。さらに、センサの内部に過剰量のガスが注入されることが無いため、センサからの点検用ガスの抜けが早い。この結果、警報確認を行った後、早期に鳴動を停止させることができる。

本構成のごとく、センサの外形を円筒状に構成してあれば、前記ガス点検口から吹きかけた点検用の被検知ガスがセンサの外周面に沿って通過する。このため、センサの外周部の何れの場所に前記開口部を形成したとしても、点検用ガスが開口部に達し易くなる。その結果、点検用ガスがセンサの内部に侵入し易くなる。
また、センサをその円筒の軸心周りに適宜回転させて固定することで、ガス点検口に対する開口部の相対位置を変化させることができる。これにより、吹きかけた点検用ガスが前記開口部に侵入する勢いを調節することができ、センサの内部へのガスの侵入量を容易に制御することができる。

筒状のセンサの軸心に対して直行する平面を考えると、当該平面とセンサの表面との交線が円となる。本構成では、二つの開口部をこの円上に分散させて設ける。前記ガス点検口から、これらの開口部に至る夫々の距離は異なるうえ、これら開口部が前記ガス点検口に対面する角度も夫々異なる。よって、当該開口部を流れる点検用ガスの流速には差が生じる。そして、例えば、一方の開口部を前記ガス点検口の側に向け、他方の開口部を前記ガス点検口からみて裏面に設けることで、前記一方の開口部における点検用ガスの圧力を正圧とし、前記他方の開口部における点検用ガスを負圧にすることができる。
この結果、前記一方の開口部から点検用ガスが押し込まれ、前記他方の開口部からはセ
ンサの内部の空気を引き抜くことで、センサ内部への点検用ガスの注入が極めて円滑に行なわれる。
本構成であれば、前記一方の開口部の位置および他方の開口部の位置を適宜設定することで、ガスの注入・排出の速度を容易に制御することができ、鳴動確認および鳴動停止が迅速に行われる。

（特徴構成２）
本発明のセンサ検知部は、以下のごとくガス警報器に適用することができる。即ち、ガス検知部のうち、センサをケース本体の内部に備えると共に、ガス点検口を前記ケース本体に設けることができる。
（作用効果）
本構成のごとく、ガス点検口をガス警報器のケース本体に設けることで、ガス警報器の
動作点検を容易に行なえる。即ち、点検用のガス点検器具を前記ガス点検口にセットするだけで、センサに向けて適正にガスを吹きかけることができる。その際には、センサの内部に、適度な濃度の点検用ガスが適量注入される。よって、点検技量が未熟な点検員でも、効率よくガス警報器の動作点検を行なうことができる。

（概要）
本発明の装置は、主に家庭用燃料ガスを使用する各種燃焼器具からのガス漏れを検知するものであって、その設置場所における動作点検が容易なガス検知部Ａおよびガス警報器Ｂである。
本発明のガス検知部Ａおよびガス警報器Ｂを図面に基づいて説明する。
前記ガス検知部Ａは、主に点検用ガスＧを検出するセンサ１と、当該センサ１に点検用ガスＧを吹きかけるためのガス点検口２とを備えている。前記センサ１は、ガス警報器Ｂのケース本体３の内部に装着してある。前記センサ１を構成するセンサ本体１Ａには、点検用ガスＧが侵入可能な点検用の開口部４を備えている。つまり、当該開口部４から点検用ガスＧがセンサ本体１Ａの内部に侵入し、センサ１が当該点検用ガスＧを検知して警報を発する。

前記点検用ガスＧは、ガス警報器Ｂのケース本体３に設けたガス点検口２からセンサ１に向けて吹きかける。当該ガス点検口２は、ライターなどのガス点検器具５の先端部を位置合わせする孔部により構成してある。当該ガス点検口２は、ガス点検器具５のノズル６を方向付ける案内機能を備えている。これにより、吹きかけられた点検用ガスＧは前記センサ１の所定の位置に向けて流動する。

（ガス点検口）
図１に示すごとく、本実施形態では、点検用のガス点検器具５として、例えば一般のライターの先端に吹きかけ用のノズル６を設けたものを用いる。ガス警報器Ｂのケース本体３には、前記ノズル６を挿入する孔部２Ａを設けてある。前記孔部２Ａの内径は所定寸法に形成してあり、当該孔部２Ａにノズル６を挿入すると、ノズル６の方向が自動的に固定される。これにより、点検用ガスＧは、常にセンサ１の特定位置に向けて吹きかけられる。このように、点検用ガスＧの吹きかけ方向を特定することで、後述するセンサ本体１Ａの内部に確実に点検用ガスＧを注入させることができる。本構成であれば、点検員の点検技量に影響されることなくセンサ１の動作点検を行なうことができるうえ、必要最低限の点検用ガスＧを用いた効率的な点検を行なうことができる。

（センサ）
図１及び図２に示すごとく、ガス検知部Ａを構成するセンサ１は、略円筒状のセンサ本体１Ａの内部に検知素子７を設けて構成してある。当該検知素子７は、センサ本体１Ａの一方側に設けてある。前記センサ本体１Ａの他方側は開放構造となっているが、当該部分には、点検用ガスＧ以外の雑ガスを吸着してセンサ１の検知精度を向上させるためのフィルタ８を設けてある。当該フィルタ８には、例えば、活性炭を用いる。

前記センサ本体１Ａの円筒表面には、例えば二つの開口部４を設けてある。当該開口部４は、センサ１の動作点検時に吹きかける点検用ガスＧをセンサ本体１Ａの内部に侵入させるためのものである。ただし、前記フィルタ８の開口面積は、二つの開口部４の合計面積よりも格段に広いから、通常のガス漏れ点検時には、主に前記フィルタ８を通して点検用ガスＧがセンサ本体１Ａの内部に侵入する。

しかしながら、点検に用いる点検用ガスＧは、例えば通常のライターに用いられるイソブタンガスである。このイソブタンガスは、前記フィルタ８に吸着され易い。よって、前
記フィルタ８の汚染を少しでも防止するためには、点検用ガスＧは前記フィルタ８を介さずにセンサ本体１Ａの内部に導くのが好ましい。また、フィルタ８を介して点検用ガスＧをセンサ本体１Ａの内部に導こうとすると、フィルタ８の通過抵抗のために多量の点検用ガスＧを吹きかけなければならず、点検時間も長くなる。このため、本発明のごとく、センサ本体１Ａの側面に点検用ガスＧを侵入させるための開口部４を設ける。

本実施形態では、二つの開口部４を設けてある。当該開口部４の形状は、丸形状あるいは長方形状など任意の形状でよい。ただし、双方の開口部４は、鉛直方向に高さの差を設けて形成する。つまり、通常、点検用ガスＧの比重は空気の比重とは異なる。よって、センサ本体１Ａの内部に侵入する際および内部から排出する際のガスの流れを円滑にするために双方の開口部４の高さに差を設ける。

本実施形態で用いるイソブタンガスは、空気よりも重い。よって、イソブタンガスが排出され易い下側の開口部４からイソブタンガスを注入することで、注入時のイソブタンガスの抜けを防止することができ、結果的に、ケース本体３へのイソブタンガスの注入を迅速に行なうことができる。
そのためには、例えば、下側の開口部４をガス点検口２の側に向け、かつ、ガス吹きかけ方向よりもやや下方の位置に開口部４を設ける。これにより、吹きかけられた点検用ガスＧの多くが下側の開口部４に到達し、効率的にガスの注入が行なわれる。

尚、前記開口部４の数は、必ずしも二つである必要はない。例えば、三つ以上の開口部４を設けてあっても上記と同様の効果を得ることができる。
また、開口部４を一つだけ備えた構成にすることもできる。この場合には、単に丸形状の開口部４を設けることとしてもよいし、その他に、例えば、長孔状の開口部４を設けてもよい。長孔状とする場合には、開口部４の下端部の高さと上端部の高さとを適宜設定することで、点検用ガスＧの注入・排出を効率的に行うことができる。要するに用いる点検用ガスＧの特性に応じて、ガスの注入・排出を容易にするいかなる構成も採用可能である。

本構成のごとく、前記センサ１の外形を円筒状に構成すると、点検用ガスＧをセンサ１の周囲に沿って滑らかに流通させることができる。特に、センサ１の表面のうちガス点検口２に面した側では吹きかけられた点検用ガスＧの圧力が高まり、一方、ガス点検口２とは反対の裏側では、点検用ガスＧの圧力が低くなる。この構成であれば、ガス点検口２に面した側の開口部４から点検用ガスＧが注入され易くなる。一方、裏側の開口部４にあっては、センサ１の裏側に点検用ガスＧが回り込む際に乱流となり、場合によっては負圧が発生する。この結果、センサ本体１Ａの内部の空気を積極的に吸引する効果を生じ、前記ガス点検口２に近い側の開口部４からの点検用ガスＧの注入を援助することにもなる。これにより、センサ１の動作点検をより迅速に行なえることとなる。

本実施形態では、図１及び図２に示すごとく、センサ１を横向きに配置してある。より詳細には、前記センサ１は、当該センサ１の円筒の軸心が水平になるように設けてある。前記二つの開口部４は、同一の円周上に位置するように設けてある。つまり、円筒の軸心に対して垂直な平面を想定し、当該平面とセンサ本体１Ａの外表面との交線を考える。この交線上に前記二つの開口部４を形成する。さらに、前記ガス点検口２からの点検用ガスＧは、当該平面に沿って前記交線に向けて吹きかける。このように構成することで、次に示すごとく点検用ガスＧの注入と排出とがより効率的に行なえる。

前記ガス点検口２から双方の開口部４に至る距離は異なる。また、双方の開口部４は円筒状の外表面に開口しているから、前記ガス点検口２に対する当該開口部４の対面角度も異なる。この結果、双方の開口部４の周辺を流れる点検用ガスＧの流速には差が生じる。
特に、一方の開口部４を前記ガス点検口２の側に向け、他方の開口部４を前記ガス点検口２からみて裏面に設けることで、前記一方の開口部４におけるガス圧が正圧となり、前記他方の開口部４におけるガス圧が低圧もしくは負圧になる。

本構成のごとく、吹きかけた点検用ガスＧが双方の開口部４の周辺を通過する状況を作ることで、双方の位置におけるガス圧の差が最大となる。つまり、吹きかけた点検用ガスＧが一方の開口部４に到達しない場合には、双方の開口部４におけるガス圧の差はそれほど大きくならないからである。
本構成のようなガス検知部Ａを構成することで、一方の開口部４を点検用ガスＧの注入口として機能させ、他方の開口部４を点検用ガスＧの吸引口として機能させて、少量の点検用ガスＧを吹きかけるだけでセンサ１の動作確認を行なえるようになる。

（実施例）
本発明のセンサ本体１Ａは、その外形寸法が約６ｍｍ、長さが約１５ｍｍの円筒形状を有する。その一方側には、検知素子７および当該検知素子７に接続する電極９などを内蔵する。他方側には、フィルタ８を備えている。これらの中間位置に内径約１ｍｍの二つの開口部４を互いに１８０度対向した位置に設けてある。当該開口部４と前記検知素子７との間には、複数のガス流通孔を備えた仕切板１０を設けてある。

前記センサ１は、ガス警報器Ｂのケース本体３の内部に設けた基板１１に平行となり、かつ、円筒の軸心が水平をなすように設けてある。また、前記基板１１とセンサ１の外周面との最短距離は約４〜５ｍｍに設定してある。

本実施例では、開口部４の最も適切な位置を特定すべく、点検用ガスＧの吹きかけ時間と、ガス点検口２に対する二つの開口部４の位置とを順次変更して鳴動試験を行なった。
点検用ガスＧとしては、通常のライターに充填されているイソブタンガスを用いた。センサ１は、４０００ｐｐｍ以上の濃度のメタンを検知した場合に鳴動するよう設定した。センサ１の点検モード中において、点検用ガスＧを吹きかけた後、２０＋２秒以内でガス警報器Ｂが鳴動するか否かを点検した。

図３に示すごとく、センサ１の軸心Ｘを水平にした状態で、その軸心Ｘの高さとガス点検口２の高さとが同じになるようセンサ１を配置した。前記ガス点検口２と前記センサ１の表面との距離は約９ｍｍであった。センサ１の角度は二つの開口部４の高さを同じ高さとし、かつ、ガス点検口２におけるガスの吹きかけ方向の延長線上に、前記二つの開口部４が位置する状態を「角度０度」とする。この角度から、ガス点検口２に近い側の開口部４を下方に回転させる角度をマイナス角度とし、その反対をプラス角度とする。このようにして、１０台のガス警報器Ｂを用いて点検し、適切に鳴動したガス警報器Ｂの割合を求めた。

以上の条件で鳴動試験を行なった結果を図４に示す。
表中、「○」印は、全てのガス警報器Ｂが鳴動したものを示す。全てのガス警報器Ｂが鳴動しなかったものは「×」印を付し合格率を併記した。
この結果から、ガスの吹きかけ時間が短い２秒の場合では、センサ１の角度が０度乃至マイナス１０度のもので適切に鳴動し、ガスの吹きかけ時間が長い３秒の場合では、プラス５度乃至マイナス５０度の範囲でガス警報器Ｂが適切に鳴動したことがわかる。吹きかけ時間としては、これらの間の２．２秒および２．５秒についても点検した。図４から明らかなごとく、ガスの吹きかけ時間が長くなるほど、鳴動可能なセンサ１の角度は広がることがわかる。
このとき、ガスの吹きかけ時間が長くなるほど鳴動範囲が下方に偏位するのは、イソブタンガスが空気より重いため、当該ガスがセンサ１の下方に流動したためと考えられる。

通常、ガス警報器Ｂを組み立てる際には、ガス点検口２の位置に対してセンサ１の開口部４の位置にズレが生じる。本実施例のガス警報器Ｂでは、およそプラスマイナス１２度の誤差が生じる。この１２度は、例えば、ガス点検口２の高さにセンサ１の開口部４の高さを一致させる場合に、センサ１の角度を１２度程度回転させると、両者の高さを一致させ得ることを意味する。よって、当該公差を考慮すれば、図４より、ガスの吹きかけ時間を２．５秒とし、センサ１の回転角度をマイナス２０度に設定するのが好ましい。つまり、鳴動範囲が前記公差の２倍を吸収でき、ガスの吹きかけ時間が最も短い条件となるのが、上記条件となる。

一方、ガス警報器Ｂの鳴動特性としては、点検用ガスＧを吹きかけた後鳴動が止まるまでの時間が重要な要素となる。つまり、センサ本体１Ａの内部に侵入した点検用ガスＧが早く排出されるものほど、周囲のガス濃度の変動を敏感に検知できるセンサ１といえる。
そこで、上記で求めたセンサ１の角度条件の場合に、鳴動停止が確実に行なわれるか否かを実験した。実験は、点検用ガスＧを吹きかけた後、１００＋２秒以内に鳴動が停止するか否かで評価した。ガスの吹きかけ時間は２．５秒乃至３．５秒とした。図４の条件に比べて吹きかけ時間がより長い３．５秒を含めたのは、ガスの吹きかけ量が過剰である場合でも確実に鳴動が停止するか否かを確認するためである。

この結果を図５に示す。センサ１の角度が０度の場合には、何れも鳴動が停止しなかった。これは、センサ本体１Ａの内部に侵入した点検用ガスＧが排出され難いためと考えられる。これに対して、マイナス２０度に設定したものは何れも鳴動が停止した。これは、二つの開口部４の高さが異なるため、センサ本体１Ａの内部の点検用ガスＧが排出され易くなったためと考えられる。

尚、当該実施例の結果からみて、以下のようなガス検知部とすれば、簡単な構成でありながら、所期の性能を有するガス検知部を得ることができる。
即ち、図示は省略するが、例えば、被検知ガスである点検用のガスＧを出入りさせる開口部４を一つ、センサ１の側面に備えておく。当該センサ１は筒状の形状とし、その軸心が水平姿勢となるよう配置する。前記開口部４に向けて点検用のガスＧを吹きかけるガス点検口２を前記開口部４から離間した位置に設け、前記開口部４が、前記センサ１の軸心および前記ガス点検口２の何れに対しても下方となるよう前記センサ１を設ける。

このように、ガス点検口２に対して開口部４を下方に設けることで、点検用のガスＧをより確実に開口部４に到達させることができる。仮に、ガス点検口２と開口部４との離間距離が大きい場合であっても、センサ１の内部に点検用のガスを確実に導くことができ、点検用ガスＧの使用量を少なくすることができる。
また、本構成では、前記開口部４の高さをセンサ１の軸心よりも低い位置に設けてある。よって、センサ１の内部に侵入した点検用ガスＧが、その自重によってセンサ１の外部に排出され易く、点検時のセンサ鳴動時間を短縮することができる。この結果、点検作業を円滑に行うことができる。
尚、センサ１は略筒形状であれば何れの形状であってもよく、例えば、円筒形状や角筒形状など各種形状を採用可能である。

（別実施形態）
上記実施形態では、開口部４を形成したセンサ本体１Ａの回転角度を適宜設定して鳴動特性を適正化する例を示した。これに対し、前記開口部４の近傍に吹きかけた点検用ガスＧの流れ状態を制御するガス整流手段Ｓを備えて、センサ本体１Ａの内部への点検用ガスＧの注入・排出を制御することもできる。

例えば、図６に示すごとく、ガス点検口２のごく近傍に開口部４を位置させると共に、当該開口部４に点検用ガスＧが侵入し過ぎるのを防止するために、遮蔽部材Ｓ１を設けるものであっても良い。このように、ガス点検口２と開口部４とを当初から近接させて設けることとすれば、組立誤差等を縮小することができる。よって、鳴動特性がより良好なガス警報器Ｂを提供することができる。

また、これとは逆に、図７に示すごとく、吹きかけた点検用ガスＧを集合させるための集合板Ｓ２を開口部４の周辺に設け、センサ本体１Ａの内部に点検用ガスＧが侵入し易い構成にすることもできる。本構成であれば、点検用ガスＧの吹きかけ量が少ない場合でも、センサ１を確実に鳴動させることができる。また、ガス警報器Ｂの組立誤差が大きく、吹きかけたガスが拡散しがちな場合であっても、点検用ガスＧをセンサ本体１Ａの内部に確実に導くことができる。

さらに、図８に示すごとく、前記二つの開口部４のうち、例えば、ガス点検口２から遠い側の開口部４の周囲に盛上り部Ｓ３を設けることもできる。このように構成すれば、当該開口部４の周囲を流れる点検用ガスＧの流速が一時的に早くなって開口部４周辺の圧力が局所的に低下する。この結果、点検用ガスＧをセンサ本体１Ａの内部に積極的に引き込むことができ、センサ１の鳴動点検を迅速に行うことができる。

以上のごとく、本構成のガス検知部Ａであれば、用いるセンサ１の感度あるいは、用いる点検用ガスＧの種類などに応じて、動作点検時におけるセンサ１の鳴動特性を適宜設定することができ、動作点検の容易なセンサ検知部およびガス警報器を構成することができる。

本発明は、主に家庭用の各種燃焼器具からのガス漏れを検出したときに警報を発するガス警報器等であって、その設置場所において簡易に点検することができるガス検知部Ａおよびそのようなガス検知部Ａを備えたガス警報器Ｂに適用することができる。

本発明のガス検知部及びガス警報器を示す一部切欠斜視図 センサを示す斜視図 ガス点検口と開口部との位置関係を示す模式図 鳴動特性に係る実験結果を示す図 鳴動特性に係る実験結果を示す図 ガス整流手段の一例を示す模式図 別のガス整流手段の一例を示す模式図 別のガス整流手段の一例を示す模式図

符号の説明

１ センサ
２ ガス点検口
３ ケース本体
４ 開口部
Ｇ 点検用ガス
Ｓ ガス整流手段

Claims (2)

1. 外形を円筒状に構成してある被検知ガスを検出するセンサがその円筒の軸心を水平にした状態で配置してあり、
   前記センサが、センサの内部と外部とに渡って前記被検知ガスの出入りを許容する少なくとも二つの開口部を、同一の円周上のガス点検口側とその裏側とに上下に位置を異ならせて備えると共に、
   前記センサの表面であって、前記開口部のうち何れか一つに近傍する位置に前記被検知ガスを点検用に吹きかける前記ガス点検口を備えてあって、
   点検用のガスを前記ガス点検口から前記円周上に向けて吹きかけるように構成してあるガス検知部。
2. 請求項１に記載のガス検知部を備え、前記センサをケース本体の内部に備えると共に、前記ガス点検口を前記ケース本体に設けてあるガス警報器。

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