JP4812526B2

JP4812526B2 - ガス警報装置

Info

Publication number: JP4812526B2
Application number: JP2006161926A
Authority: JP
Inventors: 克一芝崎; 高史小川
Original assignee: Riken Keiki KK
Current assignee: Riken Keiki KK
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-06-12
Also published as: JP2007333398A

Description

本発明は、ジクロロエチレン（塩化ビニデリン）の濃度を管理するガス警報装置に関する。

ジクロロエチレンを扱う製造工程では、漏洩を監視するため、接触燃焼式ガスセンサや半導体ガスセンサを使用したガス警報装置が配置されている。
一方、製造機器の汚染を除去する目的でエタノールなどの有機溶媒により洗浄が実施されるため、環境中に有機溶媒が拡散し、接触燃焼式ガスセンサや半導体ガスセンサがこの有機溶媒にも反応して目的ガスであるジクロロエチレンが漏洩していないにもかかわらず警報を発してしまうという問題がある。
このような問題を解消するため、センサのガス取り入れ口の上流に吸着フィルタを配置することも考えられるが、妨害ガスである有機溶媒ばかりでなくジクロロエチレンをも吸着してしまい、ジクロロエチレンの濃度が規定濃度から相当高くなった時点で初めて警報が発せられ、環境が汚染されてしまうという問題がある。
そればかりでなく、吸着フィルタは、通常、目的ガスの吸収量が限られていて寿命があるため、定期的な交換などのメンテナンスを必要とするという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは吸着剤の交換などのメンテナンスを不要した有機溶媒に起因する誤警報を低減したジクロロエチレンを対象とするガス警報装置を提供することである。

このような課題を達成するために本発明においては、ジクロロエチレン及び有機溶媒に感度を有するガスセンサ、要監視環境の大気を吸引して前記ガスセンサに給送するサンプリングポンプ、及び前記ガスセンサからの信号に基づいて前記ジクロロエチレンが規定の濃度に到達した時点で警報手段を作動させる警報回路を備えたガス警報装置において、前記ガスセンサよりも上流側の流路に平均細孔径６ｎｍ以上のシリカゲル粒子を吸着剤としたフィルタが接続されている。

有機溶媒の濃度が高い場合には、吸着剤が有機溶媒を吸着してセンサに流入する有機溶媒の濃度を低減させ、また有機溶媒の濃度が低下した場合には吸着している有機溶媒を徐々に放出し、以後に流入する有機溶媒に対する吸着性を再生する。

図１は本発明のガス警報装置の一実施例を示すものであって、ジクロロエチレンを検出するのに適した接触燃焼式ガスセンサや半導体ガスセンサ等のガスセンサ１、要監視環境の大気を吸引してガスセンサ１に給送するサンプリングポンプ２、及びセンサ１からの信号に基づいて発音体などの警報手段を作動させる警報回路３を備えている。

大気吸引口４からセンサ１に至る流路５−１、５−２の途中には、妨害ガスである有機溶媒を吸引するフィルタ６が接続されている。なお、図中符号７は、排出口を示す。
このフィルタ６は、洗浄に使用されるエタノール等の有機溶媒に対する吸着力が大きく、かつ被検出ガスであるジクロロエチレンに対する吸着力が極めて低いシリカゲルを主体として構成されている。

本発明者らは、上記目的に適した吸着剤としては特定の細孔径、及び比表面積を有するシリカゲル粒子が有用であることを見出した。

図２は、上述のフィルタの一実施例を示すものであって、流入口６１と排出口６２を設けた容器６３にシリカゲル粒子６４を所定量装填して構成されている。なお、図中符号６５、６５は、シリカゲル粒子６４の抜けを防止するための通気性板を示す。

ところで、シリカゲル粒子には種々の規格が存在するが、代表的な規格のシリカゲル粒子を用いてエタノールなどの有機溶媒に対する吸着力を調査したところ、シリカゲル粒子の規格の相違による吸着力には実用上問題とするほどの相違は存在しなかった。

一方、検出目的ガスであるジクロロエチレンに対する吸着力はシリカゲル粒子の規格によって大きく相違した。
すなわち、ジクロロエチレンの警報装置においては、規定濃度のジクロロエチレンの指示値（規定濃度の雰囲気での２分後の指示値）の６５％に到達するに要する時間（以下、６５％応答時間と言う）が、６０秒以内であることが求められている。

代表的な規格のシリカゲル粒子を用いてジクロロエチレン３２０ｐｐｍを標準エアに混合した第１の基準ガスに対する最終値の６５％に到達するまでの応答時間と、ガス注入から２分間経過後の応答値とを調査したところ図３のようになった。

すなわち、図３の曲線Ａは６５％に到達するまでの時間を示すもので、平均細孔径２．４ｎｍのシリカゲル粒子（商品としてはＡ型シリカゲル粒子が相当）では８８秒、平均細孔径６．０ｎｍ（商品としてはＢ型シリカゲル粒子が相当）では５９秒、平均細孔径１０ｎｍ（商品としてはＩＤ型シリカゲル粒子が相当）では５６秒、さらに平均細孔径５０ｎｍ（商品としてはキャリアクトＱ−５０型が相当）では３３秒であった。

一方、標準ガスを注入してから２分後の応答値（２分間応答値）は、図３の曲線Ｂにより示したように平均細孔径２．４ｎｍのシリカゲル粒子（商品としてはＡ型シリカゲル粒子が相当）では２００ｐｐｍ、平均細孔径６．０ｎｍ（商品としてはＢ型シリカゲル粒子が相当）では２７０ｐｐｍ、平均細孔径１０ｎｍ（商品としてはＩＤ型シリカゲル粒子が相当）では２９０ｐｐｍ、さらに平均細孔径５０ｎｍ（商品としてはキャリアクトＱ−５０型が相当）では３１０ｐｐｍであった。
このことから、妨害ガスとしてのエタノールが発生する環境で使用されるジクロロエチレンの警報装置には、６．０ｎｍより平均細孔径が大きなシリカゲル粒子、代表的な商品ではＢ型シリカゲル粒子、ＩＤ型シリカゲル粒子、キャリアクトＱ−５０を吸着剤に使用したフィルタが有効であることが判った。

この実施例においてジクロロエチレン３２０ｐｐｍを標準エアに混合した第１の基準ガスを用いてＩＤ型シリカゲルを充填したフィルタ６を装着して警報基準値に到達するまでの応答性、つまり標準ガスを注入した時点Ｔ0から最大値の６５％に到達する時点Ｔ1までの時間を調べたところ図３（イ）に示したように５６秒であった。

比較のためにフィルタ６を外して調査したところ、最大値の６５％に到達する時点Ｔ2までの時間１８秒であった。
このことから、フィルタを装着した場合には応答性が約４０秒程度低下するが、ガス警報装置に求められている応答時間よりも短い時間で警報を発することができ、実用的には十分な性能を発揮した。

一方、１０００ｐｐｍのエタノールを標準エアに混合した第２の基準ガスを連続２０分間検出したところ図３（ロ）に示したようにジクロロエチレンの濃度に換算値で１００ｐｐｍを指示した。第２の基準ガスの供給を停止した時点Ｔ3の以後は、フィルタ６に吸着されているエタノールが緩やかに放出されるため、指示値も緩やかに低下した。

すなわち、第２の基準ガスの供給を停止した時点Ｔ4から６０分経過した時点で再び第２の基準ガスを注入したところ、最初に注入した場合と全く同様にエタノールによる誤警報を発することはなかった。このことから、休止期間中、つまり第２の標準ガスが供給されていない間にシリカゲルに吸着されていた有機溶媒が離脱してシリカゲルの有機溶媒吸着能力が回復したためであると考えられる。

比較のためにフィルタを外して同様の調査を行ったところ、第２の基準ガスを供給した時点でジクロロエチレンの濃度への換算値で警報基準を大きく超える４４０ｐｐｍを指示した。

このことから、本発明はジクロロエチレンに対する応答性は若干低下するものの、高濃度のエタノールに対する指示値を大きく低減してエタノールに起因する誤った警報の発生を防止することができる。

なお、上述の実施例においては、平均細孔径が同一のシリカゲル粒子を使用しているが、６ｎｍ以上のシリカゲル粒子、つまりＢ型シリカゲル粒子、ＩＤ型シリカゲル粒子、またはキャリアクトＱ−５０型を複数種混合して使用しても同様の作用を奏することは明らかである。

本発明のガス警報装置の一実施例を示す構成図である。同上装置に使用されるフィルタの一実施例を示す断面図である。平均細孔径と６５％応答値に到達する時間、及び２分後の応答値とを示す線図である。図（イ）（ロ）は、それぞれ本発明と従来装置とのジクロロエチレン、及びエタノールに対する応答特性を示す線図である。

符号の説明

１ガスセンサ２サンプリングポンプ３警報回路６フィルタ６４シリカゲル粒子

Claims

ジクロロエチレン及び有機溶媒に感度を有するガスセンサ、要監視環境の大気を吸引して前記ガスセンサに給送するサンプリングポンプ、及び前記ガスセンサからの信号に基づいて前記ジクロロエチレンが規定の濃度に到達した時点で警報手段を作動させる警報回路を備えたガス警報装置において、
前記ガスセンサよりも上流側の流路に平均細孔径６ｎｍ以上のシリカゲル粒子を吸着剤としたフィルタが接続されているガス警報装置。