JP4996785B2 - ガス検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池の水素ガスの漏洩を検出するガス検出装置に係り、特に水素ガスの漏洩を製造ラインで流れ作業として連続的に速くかつ正確に検出することで、燃料電池の安全性及び品質向上に貢献することができるガス検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題に考慮した低公害の製品が多く開発される中、自動車においてもガソリンエンジンやディーゼルエンジンを使用することなく、有害物質を含むガスや二酸化炭素などの環境問題となる排気ガスを出さずに環境に配慮した電気自動車の開発が進んでいる。
【０００３】
この電気自動車の開発において最も重要な部分は、駆動装置である電気モータの電源となる電気を貯めたり発電する電池であり、そしてこの電池の中で有力視されているものが、水素等の燃料を化学変化で電気に変換する燃料電池である。この燃料電池は、エネルギー効率に優れ、小型・軽量化することが可能な優れたものとして今後が期待されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した燃料電池は、可燃性ガスを燃料として用いるのであるが、現在は水素を用いることを中心に開発が進められている。しかしながら、水素ガスは燃焼しやすく燃料電池として好適であると同時に、分子が小さいことから極めて小さなピンホールからでも漏洩しやすく、かつ漏洩した場合には爆発する恐れのある爆発性ガスでもある。そこで、燃料電池にあっては、水素ガスが漏れない構造とするとともに、その製造工程においては全数にわたり僅かな水素ガスの漏洩があってもこれを検出し選別する必要がある。
【０００５】
そこで、本発明にあっては、燃料電池における水素等の可燃性ガスの漏洩検出を、製造ライン上において流れ作業として迅速かつ正確に行うことができるガス検出装置を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成すべく、本発明のガス検出装置は、可燃性ガスを燃料として用いる燃料電池が収納される電池収納部、この電池収納部に連通する通気路中途部に配設され前記電池収納部とセンサー配設部間に形成された検査領域に露呈される可燃性ガス検知素子を備えたセンサー、前記電池収納部及び前記センサー配設部に連通し前記電池収納部内の空気を吸引する排気手段を有し、漏洩ガス検出に際しては前記排気手段により前記電池収納部内の空気を吸引し、吸引空気中に漏洩ガスが存在すれば、この漏洩ガスは前記センサーの可燃性ガス検知素子にふれ可燃性ガスの漏洩が検出されることを特徴とするものである。
【０００７】
また、電池収納部を備えてなるアタッチメントを、通排気路を有しセンサーが搭載される基台に取り付け・取り外し自在に接合したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、センサーは、可燃性ガス検知素子表面に形成された触媒における可燃性ガスの接触燃焼により可燃性ガス検知素子内部の白金線コイルが温度上昇することによる抵抗値変化を測定し、検出することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のガス検出装置１の一例を示し、２は燃料電池から漏れ出る微少な可燃性ガスを検出するために用いられる可燃性ガス検知素子２ａを備えたセンサー、３はこのセンサー２が載置され検出するガスを内部に通じる通気路３ａを有する基台、４は基台３と螺合しその間でセンサー２を着脱自在に狭持・固定しつつ被検査物である燃料電池を収納する収納部４ａを備えたアタッチメント、５はガス検出装置１を用いてガス漏れを検査する対象物である燃料電池である（その形状としては、丸形、角形等を問わない）。尚、アタッチメント４は燃料電池５を好適に係合する形状とするものである。
【００１０】
センサー２の可燃性ガス検知素子２ａは、白金などの貴金属線コイルを、アルミナ担体、酸化スズ半導体、酸化亜鉛または酸化インジウム半導体を主成分とする半導体から形成される感応層で覆い、さらに感応層の表面に触媒を被着したものである。そしてセンサー２は、可燃性ガス検知素子２ａの表面に形成された触媒に、可燃性ガスが接触して燃焼することにより内部の貴金属線コイルが温度上昇し、この温度上昇による貴金属線コイル両端の抵抗値変化を測定するものである。可燃性ガスの濃度に応じて、可燃性ガス検知素子２ａでの燃焼温度が上昇することで、センサー２は可燃性ガスの濃度、すなわち漏洩の程度に応じた測定結果を出力する。尚、これ以外の構造からなる可燃性ガス検知素子も存在するが、微少レベルでの可燃性ガスの漏洩検出にはこの方式のものが現在のところ優れて用いられる。
【００１１】
６は、例えば吸引ポンプ等の排気手段（図示せず）に繋がって基台３内部から空気を吸引して外部（ガス検出装置の外側）に排気する排気管である。そして、排気管６のほかに圧搾空気を送出するポンプ（図示せず）に繋がって外部から基台３内部に空気を送り込む吸気管７を設けている。
【００１２】
本実施例にあっては、センサー２が露呈して燃料電池５と一緒に占める空間、すなわち検査領域８が小さくて検査すべき気体体積が少なく、かつ検出誤差となり得る検査域の表面積が小さくて検出精度が向上するとともに、検査領域８内の気体の入れ替えが素早く行えることから、ガス検出するために必要なタクトを短縮させて工数低減に大きく寄与するものである。
【００１３】
このような構成からなる本発明のガス検出装置１におけるガス漏れ検出作業を説明する。まず、燃料電池５をアタッチメント４の収納部４ａにセットし、次に、図示しない排気手段がガス検出装置１内部、すなわち検査領域８と通気路３ａ内の空気を排気管６を通じて外部に排気する（この際、吸気管７は閉じている）。このとき、燃料電池５から可燃性ガスの漏洩があると、このガスが可燃性ガス検知素子２ａに触れてセンサー２は可燃性ガスの漏洩を検出する（この際、検査領域８と吸排気路３ａ内は減圧状態となっている）。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明のガス検出装置によれば、燃料電池において漏洩すると危険な水素等の可燃性ガスを、僅かな漏洩でも確実に検出することができ、さらに製造ライン上において流れ作業として迅速かつ正確にガス漏れ検出することができるものであり、燃料電池の製造の高能率化及び高品質化に大いに貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のガス検出装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ガス検出装置
２ センサー
２ａ 可燃性ガス検知素子
３ 基台
３ａ 通気路
４ アタッチメント
４ａ 収納部
５ 燃料電池
６ 排気管
７ 吸気管
８ 検査領域
Claims (3)
- 可燃性ガスを燃料として用いる燃料電池が収納される電池収納部、この電池収納部に連通する通気路中途部に配設され前記電池収納部とセンサー配設部間に形成された検査領域に露呈される可燃性ガス検知素子を備えたセンサー、前記電池収納部及び前記センサー配設部に連通し前記電池収納部内の空気を吸引する排気手段を有し、漏洩ガス検出に際しては前記排気手段により前記電池収納部内の空気を吸引し、吸引空気中に漏洩ガスが存在すれば、この漏洩ガスは前記センサーの可燃性ガス検知素子にふれ可燃性ガスの漏洩が検出されることを特徴とするガス検出装置。
- 電池収納部を備えてなるアタッチメントを、通排気路を有しセンサーが搭載される基台に取り付け・取り外し自在に接合したことを特徴とする請求項１に記載のガス検出装置。
- センサーは、可燃性ガス検知素子表面に形成された触媒における可燃性ガスの接触燃焼により可燃性ガス検知素子内部の白金線コイルが温度上昇することによる抵抗値変化を測定し、検出することを特徴とする請求項１または２に記載のガス検出装置。
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