JP4669716B2 - 水素炎イオン化式ガス検知器 - Google Patents
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Description
本発明は、水素炎イオン化式ガス検知器に関するものである。
従来から、例えば炭化水素ガスの濃度を検知する方法の一として、例えば炭化水素ガスの気体分子を水素炎中でイオン化してイオン電流を検出し、その検出結果に基づいて炭化水素ガスの濃度を検知する方式が利用されており、このような検知方式を利用した水素炎イオン化式ガス検知器としては、種々の構成のものが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
このような水素炎イオン化式ガス検知器においては、水素炎を安定した燃焼状態で形成することが必要とされる。
特開２０００−２２７４１６号公報
このような水素炎イオン化式ガス検知器においては、水素炎を安定した燃焼状態で形成することが必要とされる。
而して、例えば水素炎イオン化式センサーのガス排出用開口が外匣の外部に直接的に開口している構成のものにおいては、外部からガス排出用開口を介して外気が流入するおそれがあり、外気が燃焼室内に流入した場合には、この空気流（風）によって、水素炎が消炎し、ガス測定が不可能になることがある、という問題がある。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、外部からの空気流による水素炎の燃焼状態に対する悪影響が防止されて、安定した動作状態が得られる水素炎イオン化式ガス検知器を提供することにある。
本発明の水素炎イオン化式ガス検知器は、排気部形成用開口が上面に形成された外匣内において、上端において開口し、ガス透過性カバーにより塞がれたガス排出用開口を有する筒状のセンサーケース内に燃焼室を備えた水素炎イオン化式センサー部が、当該センサーケースにおける上端部が排気部形成用開口内を挿通して外匣の上面より上方に突出する状態で配置されており、
外匣の上面には、側方に排気用開口部を形成する防風用カバー部材が、前記センサーケースの外匣の上面より上方に突出する上端部を覆うよう、設けられていることを特徴とする。
外匣の上面には、側方に排気用開口部を形成する防風用カバー部材が、前記センサーケースの外匣の上面より上方に突出する上端部を覆うよう、設けられていることを特徴とする。
本発明の水素炎イオン化式ガス検知器においては、水素炎イオン化式センサー部のセンサーケースにおける上端部が、外匣の上面に形成された排気部形成用開口を介して上方に突出する状態で配置されており、当該センサーケースは、上端において開口し、ガス透過性カバーにより塞がれたガス排出用開口を有するものであり、更に、外匣の上面に、側方に排気用開口部を形成する防風用カバー部材が、センサーケースの外匣の上面より上方に突出する上端部を覆うよう、設けられている。
従って、本発明によれば、排気用開口部が側方に形成された防風用カバー部材によってセンサーケースの上端部が覆われているために、当該センサーケースの上端に開口するガス排出用開口に上方から直接に到達する空気流が遮断されて、当該センサーケースにおけるガス排出用開口は防風用カバー部材における排気用開口部からの空気流の影響を受けにくいものとなり、これにより、ガス測定時において水素炎が消炎することが確実に防止されると共に、水素炎を安定した燃焼状態で確実に形成することができ、高い信頼性で所要のガス測定を行うことができる。
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の水素炎イオン化式ガス検知器の一構成例における、ガス検知器本体の外観を示す正面図、図２は、図１に示すガス検知器本体の上面図、図３は、図１に示すガス検知器本体の内部の構成の概略を示す説明図である。
１０はガス検知器本体であって、人が背負って携行することのできる、薄型の箱状の外匣１１を備えており、外匣１１の正面における上方部に表示部１８および操作部１９が設けられている。本明細書において定義する方向は、立っている人が当該ガス検知器本体１０を背負ったときの状態に基づくものである。
１０はガス検知器本体であって、人が背負って携行することのできる、薄型の箱状の外匣１１を備えており、外匣１１の正面における上方部に表示部１８および操作部１９が設けられている。本明細書において定義する方向は、立っている人が当該ガス検知器本体１０を背負ったときの状態に基づくものである。
外匣１１の内部における上方部には、２本の棒状の可充電型電池２０が各々上下方向に延びるよう並んで配置されてなる電池室１２が形成されていると共に、電池室１２の一側（図３において右側）に、信号処理回路および電源供給回路を備えた制御部５５、並びに水素炎イオン化式センサー部（以下、単に、「センサー部」という。）５０が配置され、電池室１２の他側（図３において左側）に、燃焼ガスである水素ガスをセンサー部５０に供給するための水素ガスボンベが装填されるガスボンベ装填室１７が形成されている。
また、外匣１１の内部における下方部には、水素ガスの供給量を調整する流量調整バルブ３０およびサンプルガス吸引ポンプ３２が配置されている。
流量調整バルブ３０は、水素ガスボンベのガスボンベ本体４２と並行に上下方向に延びる水素ガス供給管３１Ａを介してガスボンベ本体４２に接続されると共に、外匣１１の側壁に向かって横方向外方に延び、センサー部５０の下方位置より上方に向かって延びる水素ガス供給管３１Ｂを介してセンサー部５０に接続されている。
サンプルガス吸引ポンプ３２は、ガス検知器本体１０の一側に設けられたサンプルガス導入用コネクター部３４に接続されると共にサンプルガス供給管３３を介してセンサー部５０に接続されている。
このガス検知器本体１０においては、燃焼ガスである水素ガスとサンプルガス（測定ガス）とが分離された状態でセンサー部５０に供給される構造とされている。
流量調整バルブ３０は、水素ガスボンベのガスボンベ本体４２と並行に上下方向に延びる水素ガス供給管３１Ａを介してガスボンベ本体４２に接続されると共に、外匣１１の側壁に向かって横方向外方に延び、センサー部５０の下方位置より上方に向かって延びる水素ガス供給管３１Ｂを介してセンサー部５０に接続されている。
サンプルガス吸引ポンプ３２は、ガス検知器本体１０の一側に設けられたサンプルガス導入用コネクター部３４に接続されると共にサンプルガス供給管３３を介してセンサー部５０に接続されている。
このガス検知器本体１０においては、燃焼ガスである水素ガスとサンプルガス（測定ガス）とが分離された状態でセンサー部５０に供給される構造とされている。
各々の可充電型電池２０としては、例えば、電池電圧がＤＣ３．６Ｖである、型式「ＶＰ１１０」（ＢＬＡＣＫ＆ＤＥＣＫＥＲ社製）が用いられており、下端面の中央位置に内方にくぼんだ形態の給電端子２１を有する。
各可充電型電池２０は、外匣１１の上面から屈曲して裏面側に連続する電池室カバー蓋１２Ａを回動することによって電池室１２の上部を開放した状態において、上方から挿入されることにより装着される。
具体的には、各可充電型電池２０は電池挿入用ガイド板２２の電池挿入ガイド孔２２Ａ内に挿通されて下端が弾性案内部材としての機能を有するマイナス側接片端子２３に案内され、このマイナス側接片端子２３によって側方に押圧された状態において、電池室１２の下端面に突出して設けられたプラス側突出端子２４が可充電型電池２０の下端面の給電端子２１に嵌合されて装着される。
具体的には、各可充電型電池２０は電池挿入用ガイド板２２の電池挿入ガイド孔２２Ａ内に挿通されて下端が弾性案内部材としての機能を有するマイナス側接片端子２３に案内され、このマイナス側接片端子２３によって側方に押圧された状態において、電池室１２の下端面に突出して設けられたプラス側突出端子２４が可充電型電池２０の下端面の給電端子２１に嵌合されて装着される。
水素ガスボンベは、ガスボンベ本体４２と、このガスボンベ本体４２における水素ガス噴出部を保護するキャップ４５とにより構成されている。
ガスボンベ本体４２は、頚部４１Ａを形成する筒状部分と、この頚部４１Ａに連続する当該頚部４１Ａより大径の胴部４１Ｂを形成する有底筒状部分とにより構成された耐圧容器４１を備え、耐圧容器４１の頚部４１Ａに、水素ガス供給用ガス流路を開閉して水素ガスの供給をＯＮ−ＯＦＦする水素ガス供給用バルブ機構を備えた水素ガス噴出部が、頚部４１Ａの内周面に形成された例えばネジ溝に螺合されることにより一体的に装着されて、構成されている。
耐圧容器４１内には、水素ガス供給源である例えば粉末状（粒状）の水素吸蔵合金（図示せず）が充填されており、ガスボンベ本体４２内の水素ガス圧は、通常の条件すなわち常温常圧環境下において、例えば１ＭＰａ程度とされている。
この水素ガスボンベは、水素ガス供給用ガス流路を開閉する機能部が耐圧容器４１の頚部４１Ａ内に収容された状態とされており、これにより、水素ガス供給用バルブ機構が十分に保護されて高い防爆性が得られるので、引火や爆発等が生ずる危険性が低く、高い安全性が得られる。
ガスボンベ本体４２は、頚部４１Ａを形成する筒状部分と、この頚部４１Ａに連続する当該頚部４１Ａより大径の胴部４１Ｂを形成する有底筒状部分とにより構成された耐圧容器４１を備え、耐圧容器４１の頚部４１Ａに、水素ガス供給用ガス流路を開閉して水素ガスの供給をＯＮ−ＯＦＦする水素ガス供給用バルブ機構を備えた水素ガス噴出部が、頚部４１Ａの内周面に形成された例えばネジ溝に螺合されることにより一体的に装着されて、構成されている。
耐圧容器４１内には、水素ガス供給源である例えば粉末状（粒状）の水素吸蔵合金（図示せず）が充填されており、ガスボンベ本体４２内の水素ガス圧は、通常の条件すなわち常温常圧環境下において、例えば１ＭＰａ程度とされている。
この水素ガスボンベは、水素ガス供給用ガス流路を開閉する機能部が耐圧容器４１の頚部４１Ａ内に収容された状態とされており、これにより、水素ガス供給用バルブ機構が十分に保護されて高い防爆性が得られるので、引火や爆発等が生ずる危険性が低く、高い安全性が得られる。
このガスボンベ本体４２における耐圧容器４１の頚部４１Ａには、非装着時において水素ガス噴出部を保護するキャップ４５が、変形自在な連結材４４によって連結されており、キャップ４５は、外匣１１の内部に設けられた、図示しないキャップ保持部によって保持、固定されている。
このガス検知器本体１０においては、ガスボンベ本体４２から噴出された１ＭＰａ程度の高圧状態の水素ガスを適正な大きさのガス圧、例えば０．０５〜０．３ＭＰａに減圧した状態で供給するための圧力調整器３５が配置されている。
圧力調整器３５の出口部分には、二次圧力計３６が接続されており、水素ガスのセンサー部５０に対するガス供給圧力の監視が行われ、その監視結果に基づいて流量調整バルブ３０の開閉状態の制御が行われる。
圧力調整器３５の出口部分には、二次圧力計３６が接続されており、水素ガスのセンサー部５０に対するガス供給圧力の監視が行われ、その監視結果に基づいて流量調整バルブ３０の開閉状態の制御が行われる。
図１において、４８は、ガスボンベ本体４２に一体的に装着された水素ガス供給用バルブ機構を開閉する水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブであって、この水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブ４８が検出者によって押しまわされることにより水素ガス供給用バルブ機構が開状態とされて水素ガスがガスボンベ本体４２より噴出される。
センサー部５０は、上端が開口する空間部を有する有底筒状のセンサーケース本体５１を備え、このセンサーケース本体５１の上端開口部には、上面側ケーシング部材５２がセンサーケース本体５１の上端開口を覆うよう、例えばセンサーケース本体５１の外周面にねじ込み式に着脱自在に装着されている。
そして、図４に示すように、上面側ケーシング部材５２における中央位置には、ガス排出用開口５２Ａが形成されており、センサーケース本体５１の上端面と上面側ケーシング部材５２の内面との間には、円板状の不燃性のガス透過性カバー板５３がセンサーケース本体５１の上端開口部を塞ぐよう設けられており、これにより、燃焼室において生成される燃焼生成物を排気する排気部が構成されている。
センサー部５０は、その上端部が外匣１１の上面に形成された排気部形成用開口１１Ａ内を挿通して上方に突出する状態で、配置されている。
そして、図４に示すように、上面側ケーシング部材５２における中央位置には、ガス排出用開口５２Ａが形成されており、センサーケース本体５１の上端面と上面側ケーシング部材５２の内面との間には、円板状の不燃性のガス透過性カバー板５３がセンサーケース本体５１の上端開口部を塞ぐよう設けられており、これにより、燃焼室において生成される燃焼生成物を排気する排気部が構成されている。
センサー部５０は、その上端部が外匣１１の上面に形成された排気部形成用開口１１Ａ内を挿通して上方に突出する状態で、配置されている。
このガス検知器本体１０においては、防風用カバー部材６０が外匣１１における排気部形成用開口１１Ａの直上領域を覆うよう設けられている。
防風用カバー部材６０は、図５に示すように、一端部（図５において、紙面の奥側の端部）が下方に屈曲された平板状の遮蔽部材６１と、外匣１１の上面に固定された、遮蔽部材６１をその下面より支持する２つの板状の支持部材６２、６３とにより構成されており、これにより、センサー部５０のガス排出用開口５２Ａに対して側方に排気用開口部６４が形成されている。
遮蔽部材６１とセンサー部５０の上端面との離間距離の大きさは、燃焼室において生成される燃焼生成物の排気を阻害することがなく、ガス排出用開口５２Ａに直交する空気流が生じにくい状態とされていればよく、例えば３〜４ｍｍ程度とされている。
防風用カバー部材６０は、図５に示すように、一端部（図５において、紙面の奥側の端部）が下方に屈曲された平板状の遮蔽部材６１と、外匣１１の上面に固定された、遮蔽部材６１をその下面より支持する２つの板状の支持部材６２、６３とにより構成されており、これにより、センサー部５０のガス排出用開口５２Ａに対して側方に排気用開口部６４が形成されている。
遮蔽部材６１とセンサー部５０の上端面との離間距離の大きさは、燃焼室において生成される燃焼生成物の排気を阻害することがなく、ガス排出用開口５２Ａに直交する空気流が生じにくい状態とされていればよく、例えば３〜４ｍｍ程度とされている。
上記構成の水素炎イオン化式ガス検知器は、例えば測定個所におけるサンプルガス（測定ガス）を導入するためのサンプルガス採取用ノズル（図示せず）をガス検知器本体１０のサンプルガス導入用コネクター部３４に接続した後、検出者がガス検知器本体１０を背負い、サンプルガス採取用ノズルを持った状態で、測定個所において検出者に携行されて使用される。
ガス測定を開始するに際しては、先ず、検出者によって、水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブ４８が押し回されることにより、水素ガス供給用バルブ機構が開状態とされて水素ガスが水素ガス供給管３１Ａ、３１Ｂを介して所定の供給量でセンサー部５０に供給されると共に、ガス検知器本体１０の電源スイッチがＯＮとされ、サンプルガスがサンプルガス吸引ポンプ３２によって吸引されてセンサー部５０に所定の供給量で供給される。
センサー部５０においては、ガスボンベ本体４２から供給された水素ガスが点火されて水素炎が発生された状態において、水素ガスと分離された状態で供給されたサンプルガスが水素炎に接触されることによって当該サンプルガス中に含まれる炭化水素が熱分解され、これにより発生する陽イオンの量が電流値として検出され、その検出結果に基づいてサンプルガス中に含まれる炭化水素ガス濃度が検知され、その結果が表示部１８に表示される。
而して、上記構成の水素炎イオン化式ガス検知器によれば、センサー部５０のガス排出用開口５２Ａの直上領域を覆うよう設けられた防風用カバー部材６０によって空気流の影響を受けにくい側方に排気用開口部６４を形成し、この排気用開口部６４から排気を行う構造とされていることにより、センサー部５０のガス排出用開口５２Ａを介して外部から流入する空気流が遮断されるので、ガス測定時において水素炎が消炎することを確実に防止することができる結果、安定した動作状態を得ることができ、従って、高い信頼性で所要のガス測定を行うことができる。
また、センサー部５０における燃焼室の上端部が外匣１１の上面より突出した状態で配置されていることにより、外気がガス排出用開口５２Ａを介して流入することを一層確実に防止することができるので、水素炎を安定した燃焼状態で確実に形成することができ、高い信頼性で所要のガス測定を行うことができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、防風用カバー部材は、水素炎イオン化式センサー部のガス排出用開口の直上領域を覆い、ガス排出用開口に直交する方向以外の方向に排気用開口部を形成するよう設けられていれば、形状およびその他の構成は、特に制限されるものではない。
また、本発明の水素炎イオン化式ガス検知器においては、測定中において水素炎が消炎したこと、あるいは、測定個所における雰囲気が危険な状態にあることなどを報知するための警報報知機構が設けられた構成とすることができる。
さらに、本発明の水素炎イオン化式ガス検知器は、水素ガスとサンプルガスとが分離された状態でガス供給部に供給される構成のものであっても、水素ガスとサンプルガスとが混合された状態でガス供給部に供給される構成のものであっても、いずれの構成であってもよい。
また、上記実施形態においては、ガス検知器本体が検出者によって背負われて使用される場合について説明したが、可搬型のものとして構成する場合には、適宜の装着具によってガス検知器本体を肩に吊り下げた状態で使用しても、あるいは、例えばガス検知器本体載置用の手押し車を用い、地上を走行させて使用してもよい。また、定置型のものに適用されてもよい。
例えば、防風用カバー部材は、水素炎イオン化式センサー部のガス排出用開口の直上領域を覆い、ガス排出用開口に直交する方向以外の方向に排気用開口部を形成するよう設けられていれば、形状およびその他の構成は、特に制限されるものではない。
また、本発明の水素炎イオン化式ガス検知器においては、測定中において水素炎が消炎したこと、あるいは、測定個所における雰囲気が危険な状態にあることなどを報知するための警報報知機構が設けられた構成とすることができる。
さらに、本発明の水素炎イオン化式ガス検知器は、水素ガスとサンプルガスとが分離された状態でガス供給部に供給される構成のものであっても、水素ガスとサンプルガスとが混合された状態でガス供給部に供給される構成のものであっても、いずれの構成であってもよい。
また、上記実施形態においては、ガス検知器本体が検出者によって背負われて使用される場合について説明したが、可搬型のものとして構成する場合には、適宜の装着具によってガス検知器本体を肩に吊り下げた状態で使用しても、あるいは、例えばガス検知器本体載置用の手押し車を用い、地上を走行させて使用してもよい。また、定置型のものに適用されてもよい。
１０ ガス検知器本体
１１ 外匣
１１Ａ 排気部形成用開口
１２ 電池室
１２Ａ 電池室カバー蓋
１７ ガスボンベ装填室
１８ 表示部
１９ 操作部
２０ 可充電型電池
２１ 給電端子
２２ 電池挿入用ガイド板
２２Ａ 電池挿入ガイド孔
２３ マイナス側接片端子
２４ プラス側突出端子
３０ 流量調整バルブ
３１Ａ、３１Ｂ 水素ガス供給管
３２ サンプルガス吸引ポンプ
３３ サンプルガス供給管
３４ サンプルガス導入用コネクター部
３５ 圧力調整器
３６ 二次圧力計
４１ 耐圧容器
４１Ａ 頚部
４１Ｂ 胴部
４２ ガスボンベ本体
４４ 連結材
４５ キャップ
４８ 水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブ
５０ 水素炎イオン化式センサー部（センサー部）
５１ センサーケース本体
５２ 上面側ケーシング部材
５２Ａ ガス排出用開口
５３ ガス透過性カバー板
５５ 制御部
６０ 防風用カバー部材
６１ 遮蔽部材
６２、６３ 支持部材
６４ 排気用開口部
１１ 外匣
１１Ａ 排気部形成用開口
１２ 電池室
１２Ａ 電池室カバー蓋
１７ ガスボンベ装填室
１８ 表示部
１９ 操作部
２０ 可充電型電池
２１ 給電端子
２２ 電池挿入用ガイド板
２２Ａ 電池挿入ガイド孔
２３ マイナス側接片端子
２４ プラス側突出端子
３０ 流量調整バルブ
３１Ａ、３１Ｂ 水素ガス供給管
３２ サンプルガス吸引ポンプ
３３ サンプルガス供給管
３４ サンプルガス導入用コネクター部
３５ 圧力調整器
３６ 二次圧力計
４１ 耐圧容器
４１Ａ 頚部
４１Ｂ 胴部
４２ ガスボンベ本体
４４ 連結材
４５ キャップ
４８ 水素ガス供給用バルブ機構開閉用ノブ
５０ 水素炎イオン化式センサー部（センサー部）
５１ センサーケース本体
５２ 上面側ケーシング部材
５２Ａ ガス排出用開口
５３ ガス透過性カバー板
５５ 制御部
６０ 防風用カバー部材
６１ 遮蔽部材
６２、６３ 支持部材
６４ 排気用開口部
Claims (1)
- 排気部形成用開口が上面に形成された外匣内において、上端において開口し、ガス透過性カバーにより塞がれたガス排出用開口を有する筒状のセンサーケース内に燃焼室を備えた水素炎イオン化式センサー部が、当該センサーケースにおける上端部が排気部形成用開口内を挿通して外匣の上面より上方に突出する状態で配置されており、
外匣の上面には、側方に排気用開口部を形成する防風用カバー部材が、前記センサーケースの外匣の上面より上方に突出する上端部を覆うよう、設けられていることを特徴とする水素炎イオン化式ガス検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005050572A JP4669716B2 (ja) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | 水素炎イオン化式ガス検知器 |
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| JP2006234624A JP2006234624A (ja) | 2006-09-07 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5050394U (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-16 | ||
| JPS62203452U (ja) * | 1986-06-14 | 1987-12-25 | ||
| JP2000227416A (ja) * | 1999-02-05 | 2000-08-15 | Horiba Ltd | 水素炎イオン化検出器 |
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2005
- 2005-02-25 JP JP2005050572A patent/JP4669716B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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| JPS5050394U (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-16 | ||
| JPS62203452U (ja) * | 1986-06-14 | 1987-12-25 | ||
| JP2000227416A (ja) * | 1999-02-05 | 2000-08-15 | Horiba Ltd | 水素炎イオン化検出器 |
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