JP4741125B2 - 携帯型ガス検知器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス検知素子を内装したガス検知室と、ダイヤフラムにより吸排気自在にするポンプ室を備えたダイヤフラムポンプと、前記ダイヤフラムポンプにより、検知対象ガスを、前記ガス検知室を介してポンプ室に吸引するとともに排気部から排気させるガス流通路と、を備え、
前記ガス検知室から前記ポンプ室に検知対象ガスが流入するガス流通路に流入側弁体収容部を設けるとともに、前記ポンプ室から検知対象ガスを外部に排出するガス流通路に排出側弁体収容部を設けた携帯型ガス検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス検知器は、ガスを検知するという性格上そのガス検知器内からガスを発生する要素をできる限り排除しておくことが望まれる。そこで、ダイヤフラムポンプの逆止弁のように、前記ガス検知室に直接臨む位置には、ゴム、エラストマーなど、ニオイやガス（以下単にガスと称する場合両者を含むものとする）の発生しやすい部材はできる限り用いないように構成される。
そこで従来、この種のガス検知器としては、前記両弁体収容部に、前記ガス流通路を開口させてある弁座を設け 、ガスの発生しない樹脂をシート状に成形してある弁体を内装し、前記ダイヤフラムの振動により、前記ポンプ室内の容積が変動して、前記ポンプ室内にガスを出し入れすることができる構成としたものが知られている。
【０００３】
このような場合、前記弁体は、前記弁体収容部内で移動して、検知対象ガスを、前記ガス検知室を介してポンプ室に吸引するとともに排気部から排気させる方向にのみ、通気を許容する姿勢で前記ガス流通路を遮断するように弁座に接当する構成としてある。
【０００４】
つまり、流入側弁体収容部を例にとると、前記ポンプ室の膨張時には、前記弁体が弁座に接当してガス流通路を閉塞し、ガスの逆流を防ぎ、前記ポンプ室の収縮時には、前記弁体は、前記ガス流通路を解放し、通気を許容する位置に移動するよう構成してある。
【０００５】
また、前記ダイヤフラムは、前記ガス検知室に臨まないポンプ室に位置するので、通常ＮＲ、ＮＢＲ、ＳＢＲ等のゴム材料により成形されている場合が多く、時には、シリコーンゴムのような加工成型性、耐久性に優れたものが適用される場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のガス検知器によれば、前記ガス検知器を駆動し、前記ポンプ室が膨縮しているときには、ガス流通路に流れる検知対象ガスにより、前記弁体を移動させる力を生起するため、ガス流通路を開閉させるように前記弁体を移動させ、検知対象ガスが所定の方向にしか流れないよう効率よく制御されるのであるが、前記ガス検知器が停止状態の時には、前記弁体はいずれもガス流通路を閉塞するようには弁座に接当しない、中間的な姿勢をとるため、ガスの逆流を許容する状態が生じる場合があった。
【０００７】
このような場合、前記ダイヤフラムを構成する上述のゴム材料は、通常臭い成分や、シリコーンガス等、ガス検知素子に悪影響を及ぼすガスを発生するために、前記ガス検知器の停止状態で、前記ダイヤフラムから発生するガスが前記ガス検知室に逆流して充満してしまうことになる。すると、前記ガス検知室のガス検知素子は、停止状態の期間中ガスに晒され、そのガスを吸着してしまうことになる。
【０００８】
前記ガス検知素子がガスを吸着してしまうと、前記ガス検知器を動作開始したとしても、初期の状態からガスに対する出力をもっていることになるため、ガスの無い状態に対応する出力が決められず、前記ガス検知素子からの出力が安定し、ガスの影響が無くなったと思われる状態が得られるまで再生するのを待たざるを得ない。ところが、一旦ガス検知素子に吸着されてしまったガスが、ガス検知素子から完全に脱離するまでには通常の出力安定化に要するよりも、はるかに長時間を要することになるので、ガス検知器の稼働能率が非常に低いものとなってしまう問題がある。また、このようにガスの吸着を許容した後のガス検知素子は、特に、半導体式ガス検知素子のように、感度の高いガス検知素子を用いるような場合に、活性が低下しやすいために、劣化して使用に耐えなくなるまでの寿命が短くなるという問題がある。特に、前記ダイヤフラムにシリコーンゴムのような材料を用いる様な場合に、前記シリコーンゴムから発生するシリコーンガスが、前記ガス検知素子に吸着して、焼結してしまうと、前記ガス検知素子が劣化したまま再生させられなくなり、前記ガス検知素子の寿命を短いものにしてしまっているという現状にある。
【０００９】
そこで、前記ポンプ室と前記ガス検知室との間のガス流通路に、電磁弁等の遮断弁を設けガスの逆流を防止する構成を採用することも考えられるが、このような構成を採用すると、コンパクトで可搬性に富むガス検知器の利点が失われる事になりやすい。また、前記ダイヤフラムにガスの発生しない材料を採用することも考えられるが、現状で、上述のゴム材料に代わる、安価かつ高耐久性で、ガス検知素子に悪影響を及ぼさないダイヤフラム材料は知られておらず、ガス検知器のコストが高くなってしまうという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、上記実状に鑑み、簡単な構成で、ポンプ室の構成材料がガス検知室に悪影響を与えにくい携帯型ガス検知器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明のガス検知器の特徴構成は、
ガス検知素子を内装したガス検知室と、ダイヤフラムにより吸排気自在にするポンプ室を備えたダイヤフラムポンプと、前記ダイヤフラムポンプにより、検知対象ガスを、前記ガス検知室を介してポンプ室に吸引するとともに排気部から排気させるガス流通路と、を備え、
前記ガス検知室から前記ポンプ室に検知対象ガスが流入するガス流通路に流入側弁体収容部を設けるとともに、前記ポンプ室から検知対象ガスを外部に排出するガス流通路に排出側弁体収容部を設け、
前記流入側弁体収容部及び前記排出側弁体収容部のそれぞれに、前記ガス流通路を開口させてある弁座を設けるとともに、前記弁座に接当して前記ガス流通路を閉塞可能なシート状の弁体を内装し、
前記流入側弁体収容部にのみ、前記弁体を、前記ガス流通路の開口縁部の外側の前記開口縁部を囲む領域で、前記弁座に対して付勢する付勢手段を設けた点にある。
【００１２】
〔作用効果〕
つまり、ガス検知素子を内装したガス検知室を備えると、そのガス検知室に検知対象ガスを導入することにより、前記検知対象ガス中のガス成分をガス検知素子により検知することができるようになる。ダイヤフラムにより吸排気自在にするポンプ室を備えたダイヤフラムポンプを備えると、前記ダイヤフラムポンプにより、検知対象ガスを、前記ガス検知室を介してポンプ室に吸引するとともに排気部から排気させるガス流通路に沿って、前記ガス検知室に検知対象ガスを誘導することができる。ここで、前記ガス検知室から前記ポンプ室に検知対象ガスが流入するガス流通路に流入側弁体収容部を設けるとともに、前記ポンプ室から検知対象ガスを外部に排出するガス流通路に排出側弁体収容部を設けてあると、前記ダイヤフラムを振動させることにより、前記ポンプ室の容積を変更させて、前記ポンプ室の容積を小さくするときに、前記流入側弁体収容部の弁体を弁座に押圧しつつ、前記排出側弁体収容部の弁体を弁座から離間させて、前記ポンプ室から検知対象ガスを排気するガス流通路を解放させ、前記ポンプ室内の検知対象ガスをガス検知器外部へ排出するとともに、前記ポンプ室の容積を大きくするときに、前記排出側弁体収容部の弁体を弁座に押圧しつつ、前記流入側弁体収容部の弁体を弁座から離間させて、前記ガス検知室を介して前記ポンプ室へ検知対象ガスを吸引することができる。
【００１３】
ここで、前記流入側弁体収容部には、前記ガス流通路を開口させてある弁座を設け、弁体としてシート状の弁体を採用するから、前記弁体は、検知対象ガスの流れを受けて、弁座に対して容易に近接・離間移動させられ、ガス流通路に検知対象ガスが一方向にのみ流通するよう制御可能になる。このとき、前記弁体を、前記弁座に対して付勢する付勢手段を設けてあると、前記ポンプ室のダイヤフラムが振動を停止した場合に、前記弁体が、検知対象ガスの流れにより、移動させられるような力を受けなくなったとしても、強制的に前記弁体が前記弁座に接当するように移動させられるので、前記ダイヤフラムの振動停止時、つまりガス検知器の稼働停止時には、前記ガス検知室と前記ポンプ室とのガス流通路は遮断された状態になる。したがって、前記ダイヤフラムにＮＲ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、のゴム材料を採用したとしても、そのゴム材料から発生する臭い成分等のガスが、前記ガス検知室に逆流するのを防止することが出来る。さらに、シリコンゴム等については、従来は前記ガス検知素子に対して悪影響を与えるとして用いることができなかったが、このようなゴム材料をダイヤフラムに採用したとしても、その高耐久性、高加工性を生かしつつ、前記ガス検知素子に悪影響を与えない様に適用できるようになった。
【００１４】
さらに、前記付勢手段は、前記ガス流通路の開口縁部の外側の前記開口縁部を囲む領域で付勢するから、前記弁体は、前記ガス流通路を確実に覆う部分で前記弁体を前記弁座に押圧する事になり、前記ガス流通路はより確実に遮断されることになる。従って、前記ダイヤフラム等から発生するガスが、前記弁体と、前記弁座との間から漏洩して前記ガス検知室にまで逆流してしまうようなことがないため、停止状態中にガス検知素子がガスを吸着して劣化したり、安定化に長時間を要するようになったりする不都合を回避することができた。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明のガス検知器は、図１に示すように、熱線型半導体式のガス検知素子１を内装したガス検知室２を備えるとともに、ダイヤフラム３１により吸排気自在にするポンプ室３２を備えたダイヤフラムポンプ３を備える。また、ガス検知器のガス流入口４１を介して外部からガス検知室２に検知対象ガスを導くガス流通路４を形成するとともに、前記ガス検知室２からポンプ室３２、ポンプ室３２からガス排出口４２を介して外部に検知対象ガスを排出させるガス流通路４を形成してあり、この順に検知対象ガスを流通させられるように構成する。
【００１６】
前記ダイヤフラムポンプ３は、ポンプ室３２の周壁にポンプ室３２に臨むＮＢＲ製ダイヤフラム３１を設け、さらに前記ポンプ室３２の周壁に前記ガス流通路４を開口形成してある。前記ガス流通路４の内一方は、前記ガス検知室２と、前記ポンプ室３２との間の流入側弁体収容部３３に接続され、他方は前記ポンプ室３２とガス排出口４２との間の排出側弁体収容部３４に接続される。
【００１７】
前記流入側弁体収容部３３は、図２に示すように、ＰＥＴからなるシート状の弁体５とつる巻バネ６を内装した筒形状に形成してあり、筒形状の上底、下底に該当する一端側底部３３ａにガス検知室２に接続されるガス流通路４を開口し、他端側底部３３ｂに前記ポンプ室３２に接続されるガス流通路４を開口してある。前記ガス流通路４は前記一端側底部３３ａの平坦な中央部に形成され、そのガス流通路４の開口縁部３３ｃを前記弁体５が接当して閉塞する弁座に形成されている。
前記シート状の弁体５は、前記一端側底部３３ａの端面に形成される弁座に密接し、前記端面よりやや小さい円盤状に形成されており、適度な弾性を有するものの、検知対象ガスの流れによっては撓み変形しない程度の剛性を有する。
前記弁体５と前記他端側底部３３ｂとの間にはつる巻バネ６を介装し、前記ガス検知室２側のガス流通路４から２００〜８００ｃｍ³／ｍｉｎ程度の検知対象ガスが流入すると、前記つる巻バネ６が収縮し、前記弁座と前記弁体５との密接状態が解除される強度をもたせてある。
前記弁体５と、前記つる巻バネ６とは、前記弁体５の平面視で、前記開口縁部３３ｃと接当する部分５ａと前記弁体５の縁部５ｂとの中間部分にあたる全周５ｃに亘って接触し、前記つる巻バネ６が前記弁体５を前記弁座に確実に押圧する構成としてある。
尚、前記流入側弁体収容部３３には、前記弁体５が前記弁座から離間しすぎて前記ポンプ室３２側のガス流通路４を遮断してしまうような不都合がおきないように、検知対象ガスの流路を確保維持するための保持部３３ｄが設けてある。
【００１８】
前記排出側弁体収容部３４は、つる巻バネ６を介装しない以外は前記流入側弁体収容部３３と同様に構成してあり、筒形状の上底、下底に該当する一端側底部３４ａに、ポンプ室３２に接続されるガス流通路４を開口し、他端側底部３４ｂに前記ガス排出口４２側に連通接続されるガス流通路４を開口してあるとともに、前記一端側底部３４ａに弁体５が密に接当する弁座を形成してある。
【００１９】
また、前記ダイヤフラム３１には、前記ポンプ室３２外方側に突出する突起部３５を設けて、モータ３６により回転駆動されるクランク軸３７にその突起部３５を接続してある。
【００２０】
このような構成により、前記ガス検知器を駆動させると、前記ガス検知素子１に通電が開始されるとともに、前記モータ３６の回転に伴い前記クランク軸３７が回転して前記突起部３５を往復運動させ、前記ダイヤフラム３１を前記ポンプ室３２に対して出退移動させる。すると、ポンプ室３２の容積が周期的に変動するとともに、図３に示すように、前記ポンプ室３２の容積が減少しているとき（図３（イ））には、前記ガス排出口４２から検知対象ガスを排出し、前記ポンプ室３２の容積が増加しているとき（図３（ロ））には、前記ガス流入口４１から前記ガス検知室２を介して検知対象ガスを吸引するように弁体５が移動させられるとともに、検知対象ガスが流れる。さらに、前記ガス検知器の駆動停止時（図３（ハ））には、前記つる巻バネ６により前記流入側弁体収容部３３に収容されている弁体５が弁座に押圧されるので、前記ガス検知室２とポンプ室３２との間のガス流通路４を遮断し、前記ダイヤフラム３１から発生するガスが前記ガス検知室２に逆流するのを防止する。
【００２１】
尚、上述の実施の形態では、ゴム製のダイヤフラム３１をモータ駆動する例を示したが、圧電素子など、通電によりそれ自体が振動するダイヤフラム３１等を用いることができ、このような場合は、ダイヤフラム３１に通電する事によりダイヤフラムポンプ３を駆動することができる。これらのように、ダイヤフラム３を振動駆動させる手段を駆動機構と総称するものとする。また、上述の実施の形態では、前記弁体５を弁座に対して付勢するのにつる巻バネ６を用いたが、他の形態のバネであっても使用でき、これらを総称して付勢手段と呼ぶものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス検知器の概略図
【図２】流入側弁体収容部の組立分解斜視図
【図３】ダイヤフラムポンプの動作説明図
【符号の説明】
１ ガス検知素子
２ ガス検知室
３ ダイヤフラムポンプ
３１ ダイヤフラム
３２ ポンプ室
３３ 流入側弁体収容部
３３ａ 一端側底部（弁座）
３３ｂ 他端側底部
３３ｃ 開口縁部
４ ガス流通路
４１ ガス流入口
４２ ガス排出口
５ 弁体
６ つる巻バネ

Claims (1)

1. ガス検知素子を内装したガス検知室と、ダイヤフラムにより吸排気自在にするポンプ室を備えたダイヤフラムポンプと、前記ダイヤフラムポンプにより、検知対象ガスを、前記ガス検知室を介してポンプ室に吸引するとともに排気部から排気させるガス流通路と、を備え、
   前記ガス検知室から前記ポンプ室に検知対象ガスが流入するガス流通路に流入側弁体収容部を設けるとともに、前記ポンプ室から検知対象ガスを外部に排出するガス流通路に排出側弁体収容部を設け、
   前記流入側弁体収容部及び前記排出側弁体収容部のそれぞれに、前記ガス流通路を開口させてある弁座を設けるとともに、前記弁座に接当して前記ガス流通路を閉塞可能なシート状の弁体を内装し、
   前記流入側弁体収容部にのみ、前記弁体を、前記ガス流通路の開口縁部の外側の前記開口縁部を囲む領域で、前記弁座に対して付勢する付勢手段を設けた携帯型ガス検知器。

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