JP5192919B2 - Gas sensor - Google Patents

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Description

本発明は、水素等の比重の小さい被検出ガスを検出するガスセンサに関する。   The present invention relates to a gas sensor that detects a gas to be detected such as hydrogen having a low specific gravity.

一般に、固体高分子型の燃料電池は、固体高分子膜の両側をアノード(燃料極)とカソード(酸素極)で挟み込んでMEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極接合体)を形成し、このMEAを一対のセパレータで挟んでなる単セルを複数積層して一つの燃料電池スタックを構成している。そして、アノードには水素(燃料ガス)が供給され、カソードには空気(酸化剤ガス)が供給され、アノード及びカソードで電極反応が起こり、燃料電池が発電する。   In general, a polymer electrolyte fuel cell forms an MEA (Membrane Electrode Assembly) by sandwiching both sides of a solid polymer membrane between an anode (fuel electrode) and a cathode (oxygen electrode). A single fuel cell stack is configured by stacking a plurality of single cells sandwiched between a pair of separators. Then, hydrogen (fuel gas) is supplied to the anode, and air (oxidant gas) is supplied to the cathode. An electrode reaction occurs at the anode and the cathode, and the fuel cell generates power.

このような燃料電池からは未消費の水素が排出されるので、燃料電池から排出されたオフガスの流路に水素センサを設け、この水素センサにより、オフガス中の水素濃度の監視がされている(特許文献1参照)。   Since unconsumed hydrogen is discharged from such a fuel cell, a hydrogen sensor is provided in the flow path of the off gas discharged from the fuel cell, and the hydrogen concentration in the off gas is monitored by this hydrogen sensor ( Patent Document 1).

WO2003/042678号公報WO2003 / 042678

ところが、このような水素センサを構成するガス検出素子に、オフガス中の水蒸気が結露し、結露水が付着すると、検出精度が低下してしまう。
そこで、本発明は、結露水がガス検出素子に付着しにくいガスセンサを提供することを課題とする。
However, if water vapor in the off-gas is condensed on the gas detection elements constituting such a hydrogen sensor, and the condensed water adheres to the gas detection element, the detection accuracy is lowered.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas sensor in which condensed water is unlikely to adhere to the gas detection element.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、内部に被検出ガスが取り込まれるガス検出室を有し、下部に被検出ガスの導入口を有する筒状のハウジングと、前記ハウジングの鉛直上側の開口を塞ぐベースと、前記ベースから鉛直下方に突出するように設けられたステーと、前記ステーに接続され、被検出ガスを検出するガス検出素子と、前記ハウジングの周壁部に、前記ガス検出室を加熱するヒータと、を備えるガスセンサであって、前記ベースは、周辺部から中央部に向かうにつれて、鉛直上方に凹んでおり、前記ベースの天壁面のうち前記各ステーの周りには、前記各ステーの周囲を囲むと共に上方に凹んだ凹部が形成されていることを特徴とするガスセンサである。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a cylindrical housing having a gas detection chamber into which a gas to be detected is taken and having an inlet for the gas to be detected at the bottom, and a vertical upper side of the housing. A base that closes the opening of the base, a stay provided so as to protrude vertically downward from the base, a gas detection element that is connected to the stay and detects a gas to be detected, and a gas detection element on the peripheral wall of the housing A heater for heating the chamber , wherein the base is recessed vertically upward from the peripheral part toward the center part, and around each stay of the top wall surface of the base, The gas sensor is characterized in that a recess is formed that surrounds each stay and is recessed upward .

このようなガスセンサによれば、ベースは、周辺部から中央部に向かうにつれて、鉛直上方に凹んでいるので、ベースで結露水が生成したとしても、この結露水は、ハウジングに向かって流れる。これにより、結露水が、ガス検出素子に付着しにくくなる。
また、このようなガスセンサによれば、ベースの周辺部に向かって、つまり、ハウジングの周壁部に向かって流れた結露水を、ヒータで加熱し、気化できる。これにより、気化した結露水、つまり、水蒸気が、外部に排出されやすくなる。
According to such a gas sensor, since the base is recessed vertically upward from the peripheral part toward the central part, even if condensed water is generated at the base, the condensed water flows toward the housing. Thereby, dew condensation water becomes difficult to adhere to a gas detection element.
Moreover, according to such a gas sensor, the dew condensation water that flows toward the periphery of the base, that is, toward the peripheral wall of the housing can be heated and vaporized by the heater. Thereby, vaporized dew condensation water, that is, water vapor is easily discharged to the outside.

また、前記ガスセンサにおいて、前記天壁面は、周方向において凸凹であり、前記ステーが突出する前記天壁面の部分は、周方向において隣り合う部分よりも高いことが好ましい。  In the gas sensor, it is preferable that the top wall surface is uneven in a circumferential direction, and a portion of the top wall surface from which the stay protrudes is higher than a portion adjacent in the circumferential direction.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、内部に被検出ガスが取り込まれるガス検出室を有し、下部に被検出ガスの導入口を有する筒状のハウジングと、前記ハウジングの鉛直上側の開口を塞ぐベースと、前記ベースから鉛直下方に突出するように設けられ、被検出ガスを検出するガス検出素子と、前記ハウジングの周壁部に、前記ガス検出室を加熱するヒータと、を備えるガスセンサであって、前記ベースは、周辺部から中央部に向かうにつれて、鉛直上方に凹んでおり、前記ヒータは、前記ハウジングの内周面に沿って配置された周壁部と、前記周壁部の下端部から径方向内側に延設すると共に前記導入口と重なる貫通孔を有する底壁部と、を備え、前記ベースの前記周辺部は、前記ヒータの前記周壁部に接続されていることを特徴とするガスセンサである。  As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a cylindrical housing having a gas detection chamber into which a gas to be detected is taken and having an inlet for the gas to be detected at the bottom, and a vertical upper side of the housing. A base that closes the opening of the gas detector, a gas detection element that protrudes vertically downward from the base, and a heater that heats the gas detection chamber on the peripheral wall of the housing. In the gas sensor, the base is recessed vertically upward from the peripheral part toward the central part, and the heater includes a peripheral wall part disposed along an inner peripheral surface of the housing, and a lower end of the peripheral wall part A bottom wall portion extending radially inward from the portion and having a through hole that overlaps the introduction port, and the peripheral portion of the base is connected to the peripheral wall portion of the heater A gas sensor for the butterflies.

本発明によれば、結露水がガス検出素子に付着しにくいガスセンサを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a gas sensor in which condensed water hardly adheres to the gas detection element.

≪第1実施形態≫
まず、本発明の第1実施形態について、図1から図5を参照して説明する。
<< First Embodiment >>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

≪水素センサの構成≫
図1から図5に示すように、本実施形態に係る水素センサ1(ガスセンサ)は、窒素よりも比重の小さい水素(被検出ガス)を検出するセンサである。ここでは、水素センサ1が、燃料電池システムを構成する燃料電池から排出されたオフガスが流れるオフガス配管105(図2参照)中の水素濃度を検出する場合を例示する。
≪Configuration of hydrogen sensor≫
As shown in FIGS. 1 to 5, the hydrogen sensor 1 (gas sensor) according to this embodiment is a sensor that detects hydrogen (detected gas) having a specific gravity smaller than that of nitrogen. Here, the case where the hydrogen sensor 1 detects the hydrogen concentration in the off-gas pipe 105 (see FIG. 2) through which off-gas discharged from the fuel cell constituting the fuel cell system flows is illustrated.

水素センサ1は、ケース10と、ケース10の下面に突設されたハウジング20と、ハウジング20の上方の開口26を塞ぐベース30と、ハウジング20に収容され、水素を検出するガス検出素子41、41と、ハウジング20の下部の導入口24に設けられた積層体50と、ハウジング20内に配置されたヒータ60と、を備えている。   The hydrogen sensor 1 includes a case 10, a housing 20 projecting from the lower surface of the case 10, a base 30 that closes the opening 26 above the housing 20, a gas detection element 41 that is housed in the housing 20 and detects hydrogen. 41, a laminated body 50 provided in the introduction port 24 at the lower part of the housing 20, and a heater 60 disposed in the housing 20.

<ケース>
ケース10は、その外形が直方体形状であって、例えばポリフェニレンサルファイド製の容器であり、制御基板11を収容している。ケース10の長手方向の両端にはフランジ部12、12が形成されており、各フランジ部12にはカラー13が取り付けられている。そして、図2に示すように、各カラー13に挿入されたボルト14が、オフガスの流れるオフガス配管105に形成された取付座105Aに締結されることで、水素センサ1がオフガス配管105に固定されるようになっている。
<Case>
The case 10 has a rectangular parallelepiped shape, and is a container made of polyphenylene sulfide, for example, and accommodates the control board 11. Flange portions 12 and 12 are formed at both ends of the case 10 in the longitudinal direction, and a collar 13 is attached to each flange portion 12. Then, as shown in FIG. 2, the bolts 14 inserted into the respective collars 13 are fastened to a mounting seat 105 </ b> A formed on the offgas pipe 105 through which the offgas flows, whereby the hydrogen sensor 1 is fixed to the offgas pipe 105. It has become so.

制御基板11は、ガス検出素子41、41からの信号に基づいて、水素濃度を算出する機能を備えている。また、制御基板11は、ヒータ60を適宜にON/OFFする機能を備えている。   The control substrate 11 has a function of calculating the hydrogen concentration based on signals from the gas detection elements 41 and 41. Further, the control board 11 has a function of turning the heater 60 on and off appropriately.

<ハウジング>
ハウジング20は、略有底円筒体であって(図3、図5参照)、オフガス配管105の周壁部に形成された取付孔に嵌合している(図2参照)。そして、ハウジング20とオフガス配管105との間には、Oリング21が介設され、気密性が高められており、オフガスが漏れないようになっている。
<Housing>
The housing 20 is a substantially bottomed cylindrical body (see FIGS. 3 and 5), and is fitted in a mounting hole formed in the peripheral wall portion of the offgas pipe 105 (see FIG. 2). An O-ring 21 is interposed between the housing 20 and the off-gas pipe 105 to improve airtightness so that off-gas does not leak.

このようなハウジング20は、筒状の周壁部22と底壁部23とを有している。そして、底壁部23の中央には円形の貫通孔が形成されており、この貫通孔が水素(被検出ガス)を含むオフガスの出入口として機能する導入口24となっている。また、ハウジング20内がオフガスの取り込まれるガス検出室25となっている。   Such a housing 20 has a cylindrical peripheral wall portion 22 and a bottom wall portion 23. A circular through hole is formed in the center of the bottom wall portion 23, and this through hole serves as an inlet 24 that functions as an off-gas inlet / outlet containing hydrogen (a gas to be detected). Further, the inside of the housing 20 is a gas detection chamber 25 into which off gas is taken.

さらに、ハウジング20は、熱伝導性を有する材料、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の樹脂や、金属から形成されている。これにより、ヒータ60の熱が、ハウジング20を介して、ガス検出素子41、撥水フィルタ51、防爆フィルタ52に伝導するようになっている。   Furthermore, the housing 20 is made of a material having thermal conductivity, for example, a resin such as polyphenylene sulfide (PPS) or polybutylene terephthalate (PBT), or a metal. Thereby, the heat of the heater 60 is conducted to the gas detection element 41, the water repellent filter 51, and the explosion-proof filter 52 through the housing 20.

<ベース>
ベース30は、ハウジング20を構成する周壁部22の鉛直上側の開口26を閉塞し、ガス検出室25の天壁部を構成している。そして、ベース30は、周辺部から中央部に向かうにつれて、鉛直上方に凹むように形成されている。すなわち、ベース30の下面、つまり、ガス検出室25の上方の天壁面31は、鉛直上方に凹んだ略半球状の凹曲面であり、その周縁が最も低く、中心に向かうにつれて徐々に高くなり、中心で最も高くなるように形成されている。
<Base>
The base 30 closes the opening 26 on the vertical upper side of the peripheral wall portion 22 constituting the housing 20 and constitutes the top wall portion of the gas detection chamber 25. The base 30 is formed so as to be recessed vertically upward from the peripheral part toward the central part. That is, the lower surface of the base 30, that is, the top wall surface 31 above the gas detection chamber 25 is a substantially hemispherical concave curved surface that is recessed vertically upward, its peripheral edge is the lowest, and gradually increases toward the center, It is formed to be the highest at the center.

ベース30の天壁面31のうち、後記するステー42が貫通する貫通孔の周りは、鉛直上方に凹んでおり、凹部32が形成されている(図4参照)。
なお、ベース30は、ハウジング20と同様に、熱伝導性を有する材料から形成されている。また、結露水の流れを促進するべく、天壁面31及び凹部32の内面に撥水層が形成されていることが好ましい。
Of the top wall surface 31 of the base 30, the periphery of a through hole through which a stay 42 to be described later penetrates is recessed vertically upward to form a recess 32 (see FIG. 4).
The base 30 is formed of a material having thermal conductivity, like the housing 20. Further, it is preferable that a water repellent layer is formed on the inner surfaces of the top wall 31 and the recess 32 in order to promote the flow of the dew condensation water.

<ガス検出素子>
ガス検出素子41は、ガス検出室25に取り込まれたオフガス中の水素濃度を検出する素子であり、ベース30から鉛直下方に突出するように設けられると共に、ガス検出室25内に配置されている。
さらに説明すると、制御基板11の下面に、2本のステー42、42の上端が接続されており、各ステー42はケース10及びベース30を貫通し、各ステー42の下端はガス検出室25内に延びている。なお、各ステー42の中間部分は、エポキシ樹脂等によってベース30に固定されている。
そして、ガス検出素子41が、ステー42、42の下端に接続されており、制御基板11が、水素濃度に対応したガス検出素子41の抵抗値等を、ステー42、42を介して検出するようになっている。
<Gas detection element>
The gas detection element 41 is an element that detects the hydrogen concentration in the off-gas taken into the gas detection chamber 25, is provided so as to protrude vertically downward from the base 30, and is disposed in the gas detection chamber 25. .
More specifically, the upper ends of two stays 42, 42 are connected to the lower surface of the control board 11, each stay 42 penetrates the case 10 and the base 30, and the lower end of each stay 42 is in the gas detection chamber 25. It extends to. The intermediate portion of each stay 42 is fixed to the base 30 with an epoxy resin or the like.
The gas detection element 41 is connected to the lower ends of the stays 42 and 42 so that the control substrate 11 detects the resistance value and the like of the gas detection element 41 corresponding to the hydrogen concentration via the stays 42 and 42. It has become.

なお、ガス検出素子41の種類及び数並びに配置は、水素濃度の検出方式に応じて、適宜に変更される。
例えば、水素の検出方式がガス接触燃焼式である場合は、ガス検出素子41は検出素子と温度補償素子との対により構成される。そして、水素が各素子に接触し、燃焼した際に発生する熱を利用し、検出素子と温度補償素子と間の電気抵抗差に基づいて水素濃度が検出される。
また、水素の検出方式が半導体方式である場合、ガス検出素子41は、検出素子と検知素子との対により構成され、水素が各素子表面の酸素と接触・離脱した際に発生する抵抗値に基づいて、水素濃度が検出される。
Note that the type, number, and arrangement of the gas detection elements 41 are appropriately changed according to the hydrogen concentration detection method.
For example, when the hydrogen detection method is a gas catalytic combustion method, the gas detection element 41 is configured by a pair of a detection element and a temperature compensation element. Then, the hydrogen concentration is detected based on the electric resistance difference between the detection element and the temperature compensation element by utilizing the heat generated when hydrogen contacts each element and burns.
In addition, when the hydrogen detection method is a semiconductor method, the gas detection element 41 is configured by a pair of a detection element and a detection element, and has a resistance value generated when hydrogen comes into contact with or leaves from oxygen on the surface of each element. Based on this, the hydrogen concentration is detected.

<積層体>
積層体50は、撥水フィルタ51と防爆フィルタ52とを備え、ガス検出素子41から遠ざかるオフガス配管105に向かって、防爆フィルタ52、撥水フィルタ51の順で積層されることで一体に構成された、2層構造を有する薄型の円盤体である。そして、積層体50は、導入口24に蓋をするようにハウジング20に取り付けられている。
<Laminated body>
The laminated body 50 includes a water-repellent filter 51 and an explosion-proof filter 52, and is configured integrally by stacking the explosion-proof filter 52 and the water-repellent filter 51 in this order toward an off-gas pipe 105 that is away from the gas detection element 41. In addition, it is a thin disc body having a two-layer structure. And the laminated body 50 is attached to the housing 20 so that the inlet 24 may be covered.

撥水フィルタ51は、ガスを透過しつつ、ガスに含まれる液体を透過しないフィルタであり、例えば、テトラフルオロエチレン膜から構成される。これにより、気体状のオフガスをガス検出室25に取り込みつつ、オフガス中に含まれる液体の水分が撥水フィルタ51ではじかれ、ガス検出室25に侵入しないようになっている。
防爆フィルタ52は、防爆性を確保するためのフィルタであり、例えば、液体状の水を通すことが可能な程度の金属製のメッシュや多孔質体から構成される。
この他に例えば、撥水フィルタ51と防爆フィルタ52との間に、撥水フィルタ51及び防爆フィルタ52を加熱する円盤状のヒータを備える構成としてもよい。
The water repellent filter 51 is a filter that transmits gas but does not transmit liquid contained in the gas, and is made of, for example, a tetrafluoroethylene film. As a result, while the gaseous off-gas is taken into the gas detection chamber 25, the liquid water contained in the off-gas is repelled by the water repellent filter 51 and does not enter the gas detection chamber 25.
The explosion-proof filter 52 is a filter for ensuring explosion-proof properties, and is made of, for example, a metal mesh or a porous body that allows liquid water to pass through.
In addition to this, for example, a disk-shaped heater for heating the water-repellent filter 51 and the explosion-proof filter 52 may be provided between the water-repellent filter 51 and the explosion-proof filter 52.

<ヒータ>
ヒータ60は、ハウジング20の内壁面に沿って配置された略有底円筒状(おわん型)の電気ヒータであり、筒状の周壁部61と、周壁部61の下端部から径方向内側に延設すると共に、導入口24と略重なる貫通孔63が形成された底壁部62と、を備えている。このようなヒータ60は、例えばPTCヒータやセラミックスヒータから構成され、周壁部61と底壁部62とは一体に構成され、一体で発熱するようになっている。
<Heater>
The heater 60 is a substantially bottomed cylindrical (bowl type) electric heater disposed along the inner wall surface of the housing 20, and extends inward in the radial direction from the cylindrical peripheral wall portion 61 and the lower end portion of the peripheral wall portion 61. And a bottom wall portion 62 in which a through hole 63 substantially overlapping with the introduction port 24 is formed. Such a heater 60 is composed of, for example, a PTC heater or a ceramic heater, and the peripheral wall portion 61 and the bottom wall portion 62 are integrally formed so as to generate heat integrally.

また、ヒータ60は、図示しない配線を介して、制御基板11に接続されている。そして、制御基板11は、ガス検出室25の温度・湿度に基づいて、結露水が生成しないように、ヒータ60をON/OFF制御するようになっている。なお、ガス検出室25の温度・湿度は、ガス検出室25に設けられた温度・湿度センサ(図示しない)によって検出される。   Further, the heater 60 is connected to the control board 11 via a wiring (not shown). Then, the control board 11 performs ON / OFF control of the heater 60 based on the temperature and humidity of the gas detection chamber 25 so that condensed water is not generated. The temperature / humidity of the gas detection chamber 25 is detected by a temperature / humidity sensor (not shown) provided in the gas detection chamber 25.

≪水素センサの作用・効果≫
次に、水素センサ1の作用効果を説明する。
≪Operation and effect of hydrogen sensor≫
Next, the function and effect of the hydrogen sensor 1 will be described.

<水素センサの作動時(ヒータ60のON時)>
まず、燃料電池(図示しない)が発電し、これから排出されたオフガス中の水素濃度を水素センサ1で検出する、水素センサ1の作動時を説明する。
水素を含むオフガスは、撥水フィルタ51及び防爆フィルタ52を通って、ガス検出室25に侵入する。そして、オフガス中の水素が、ガス検出素子41に接触し、水素濃度が検出される。ここで、オフガスは、撥水フィルタ51及び防爆フィルタ52を通った後、ガス検出室25内を鉛直上方に進み、ベース30の天壁面31に吹き付けられる。これにより、オフガスに含まれる水蒸気は、天壁面31で結露し、天壁面31に結露水が付着する。
<When the hydrogen sensor is activated (when the heater 60 is turned on)>
First, the operation of the hydrogen sensor 1 in which the fuel cell (not shown) generates power and the hydrogen sensor 1 detects the hydrogen concentration in the off-gas discharged from the fuel cell will be described.
Off-gas containing hydrogen enters the gas detection chamber 25 through the water-repellent filter 51 and the explosion-proof filter 52. Then, the hydrogen in the off gas comes into contact with the gas detection element 41, and the hydrogen concentration is detected. Here, the off-gas passes through the water-repellent filter 51 and the explosion-proof filter 52, then proceeds vertically upward in the gas detection chamber 25, and is blown onto the top wall 31 of the base 30. Thereby, water vapor contained in the off-gas is condensed on the ceiling wall surface 31, and the condensed water adheres to the ceiling wall surface 31.

この結露水は、径方向外側に向かって低くなっている天壁面31に沿って、径方向外側に、つまり、ヒータ60の周壁部61に向かって誘導される(図5、矢印A1参照)。このとき、ステー42の周りには凹部32が形成されているので、結露水がステー42を迂回し(図5、矢印A2参照)、結露水がステー42に付着することはない。これにより、結露水がステー42に沿って鉛直下方に流れることはなく、結露水がガス検出素子41に付着することは防止される。
また、ヒータ60の周壁部61に到達した結露水は、発熱するヒータ60によって加熱され、気化して水蒸気となり、撥水フィルタ51及び防爆フィルタ52を通って、外部に排出可能となる。
The condensed water is guided radially outward, that is, toward the peripheral wall portion 61 of the heater 60 along the ceiling wall 31 that is lowered radially outward (see arrow A1 in FIG. 5). At this time, since the recess 32 is formed around the stay 42, the dew condensation water bypasses the stay 42 (see arrow A <b> 2 in FIG. 5), and the dew condensation water does not adhere to the stay 42. Thereby, the condensed water does not flow vertically downward along the stay 42, and the condensed water is prevented from adhering to the gas detection element 41.
Also, the dew condensation water that has reached the peripheral wall 61 of the heater 60 is heated by the heater 60 that generates heat, vaporizes into water vapor, and can be discharged to the outside through the water repellent filter 51 and the explosion proof filter 52.

<水素センサの停止時(ヒータ60のOFF時)>
次に、燃料電池の発電が停止し、ヒータ60がOFFされ、水素濃度を検出しない水素センサ1の停止時について説明する。
ヒータ60がOFFされると、ハウジング20及びベース30の温度が、徐々に低下する。このとき、ヒータ60から遠いベース30の中央部の温度が下がりやすくなる。このようにベース30の温度が下がると、ガス検出室25に残留する水蒸気が、ベース30の天壁面31で結露し、結露水が天壁面31に付着する。
<When the hydrogen sensor is stopped (when the heater 60 is turned off)>
Next, a description will be given of the time when the fuel cell power generation is stopped, the heater 60 is turned off, and the hydrogen sensor 1 is stopped without detecting the hydrogen concentration.
When the heater 60 is turned off, the temperature of the housing 20 and the base 30 gradually decreases. At this time, the temperature of the central portion of the base 30 far from the heater 60 tends to decrease. When the temperature of the base 30 is thus lowered, water vapor remaining in the gas detection chamber 25 is condensed on the top wall surface 31 of the base 30, and the dew condensation water adheres to the top wall surface 31.

この結露水は、水素センサ1の作動時と同様に、径方向外側に向かって、ステー42を迂回しつつ誘導される(図5、矢印A1参照)。これにより、結露水がステー42に沿って下方に流れることはなく、結露水がガス検出素子41に付着することは防止される。   This condensed water is guided toward the radially outer side, bypassing the stay 42, as in the case of the operation of the hydrogen sensor 1 (see arrow A1 in FIG. 5). As a result, the condensed water does not flow downward along the stay 42, and the condensed water is prevented from adhering to the gas detection element 41.

≪第2実施形態≫
次に、本発明の第2実施形態について、図6から図8を参照して説明する。
第2実施形態に係るベース70の天壁面71は、第1実施形態に係るベース30の天壁面31と同様に、周辺部から中央部に向かうにつれて、鉛直上方に凹んでおり、各ステー42の周りには、凹部72が形成されている。天壁面71は、周方向において、凸凹しており(図7、図8参照)、天壁面71に付着した結露水は、周方向において、天壁面71の低い部分に流れつつ(図7、矢印A3参照)、径方向外側に向かって流れるようになっている(図7、矢印A4参照)。なお、天壁面71のステー42が貫通する部分は、周方向において他の部分よりも高くなっており、結露水がステーに付着しにくくなっている。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Similarly to the top wall surface 31 of the base 30 according to the first embodiment, the top wall surface 71 of the base 70 according to the second embodiment is recessed vertically upward from the peripheral part toward the center part. A recess 72 is formed around. The ceiling wall surface 71 is uneven in the circumferential direction (see FIGS. 7 and 8), and the condensed water adhering to the ceiling wall surface 71 is flowing in the lower part of the ceiling wall surface 71 in the circumferential direction (FIG. 7, arrow). A3), and flows outward in the radial direction (see FIG. 7, arrow A4). The portion of the top wall 71 through which the stay 42 penetrates is higher than the other portions in the circumferential direction, and it is difficult for dew condensation water to adhere to the stay.

以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。   As mentioned above, although one suitable embodiment of the present invention was described, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be changed as follows, for example, in the range which does not deviate from the meaning of the present invention.

前記した実施形態では、被検出ガスが水素である場合を例示したが、その他のガスでもよい。
前記した実施形態では、水素センサ1が燃料電池の下流に設けられ、燃料電池から排出されるオフガス中の水素濃度を検出する場合を例示したが、水素センサ1の取付位置はこれに限定されず、例えば、車室や、水素タンクが配置されるタンク室等でもよい。
In the above-described embodiment, the case where the gas to be detected is hydrogen is exemplified, but other gases may be used.
In the above-described embodiment, the case where the hydrogen sensor 1 is provided downstream of the fuel cell and the concentration of hydrogen in the off-gas discharged from the fuel cell is detected is exemplified. However, the mounting position of the hydrogen sensor 1 is not limited to this. For example, a vehicle compartment or a tank chamber in which a hydrogen tank is disposed may be used.

第1実施形態に係る水素センサの平面図である。It is a top view of the hydrogen sensor concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る水素センサの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the hydrogen sensor which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る水素センサの要部の縦断面図であり、図5のX2−X2線断面に対応している。It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part of the hydrogen sensor which concerns on 1st Embodiment, and respond | corresponds to the X2-X2 line cross section of FIG. 水素センサのベース部の拡大図である。It is an enlarged view of the base part of a hydrogen sensor. 図3に示す水素センサのX1−X1線断面図である。It is the X1-X1 sectional view taken on the line of the hydrogen sensor shown in FIG. 第2実施形態に係る水素センサの要部の縦断面図であり、図3に対応するものである。It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part of the hydrogen sensor which concerns on 2nd Embodiment, and corresponds to FIG. 第2実施形態に係る水素センサの平断面図である。It is a plane sectional view of the hydrogen sensor concerning a 2nd embodiment. 図6に示す水素センサのX2−X2線断面図である。It is the X2-X2 sectional view taken on the line of the hydrogen sensor shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 水素センサ(ガスセンサ)
20 ハウジング
24 導入口
25 ガス検出室
26 開口
30 ベース
31 天壁面
41 ガス検出素子
60 ヒータ
1 Hydrogen sensor (gas sensor)
20 Housing 24 Introduction Port 25 Gas Detection Chamber 26 Opening 30 Base 31 Top Wall 41 Gas Detection Element 60 Heater

Claims (3)

内部に被検出ガスが取り込まれるガス検出室を有し、下部に被検出ガスの導入口を有する筒状のハウジングと、
前記ハウジングの鉛直上側の開口を塞ぐベースと、
前記ベースから鉛直下方に突出するように設けられたステーと、
前記ステーに接続され、被検出ガスを検出するガス検出素子と、
前記ハウジングの周壁部に、前記ガス検出室を加熱するヒータと、
を備えるガスセンサであって、
前記ベースは、周辺部から中央部に向かうにつれて、鉛直上方に凹んでおり、
前記ベースの天壁面のうち前記各ステーの周りには、前記各ステーの周囲を囲むと共に上方に凹んだ凹部が形成されている
ことを特徴とするガスセンサ。
A cylindrical housing having a gas detection chamber into which the gas to be detected is taken, and an inlet for the gas to be detected at the bottom;
A base that closes an opening on a vertical upper side of the housing;
A stay provided so as to protrude vertically downward from the base ;
A gas detection element connected to the stay for detecting a gas to be detected;
A heater for heating the gas detection chamber on the peripheral wall of the housing;
A gas sensor comprising:
The base is recessed vertically upward as it goes from the peripheral part to the central part ,
The gas sensor according to claim 1, wherein a recess that surrounds each stay and is recessed upward is formed around each stay in the top wall surface of the base .
前記天壁面は、周方向において凸凹であり、  The top wall is uneven in the circumferential direction,
前記ステーが突出する前記天壁面の部分は、周方向において隣り合う部分よりも高い  The portion of the top wall surface from which the stay protrudes is higher than the adjacent portion in the circumferential direction
ことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。  The gas sensor according to claim 1.
内部に被検出ガスが取り込まれるガス検出室を有し、下部に被検出ガスの導入口を有する筒状のハウジングと、
前記ハウジングの鉛直上側の開口を塞ぐベースと、
前記ベースから鉛直下方に突出するように設けられ、被検出ガスを検出するガス検出素子と、
前記ハウジングの周壁部に、前記ガス検出室を加熱するヒータと、
を備えるガスセンサであって、
前記ベースは、周辺部から中央部に向かうにつれて、鉛直上方に凹んでおり、
前記ヒータは、前記ハウジングの内周面に沿って配置された周壁部と、前記周壁部の下端部から径方向内側に延設すると共に前記導入口と重なる貫通孔を有する底壁部と、を備え、
前記ベースの前記周辺部は、前記ヒータの前記周壁部に接続されている
ことを特徴とするガスセンサ。
A cylindrical housing having a gas detection chamber into which the gas to be detected is taken, and an inlet for the gas to be detected at the bottom;
A base that closes an opening on a vertical upper side of the housing;
A gas detecting element provided to protrude vertically downward from the base and detecting a gas to be detected;
A heater for heating the gas detection chamber on the peripheral wall of the housing;
A gas sensor comprising:
The base is recessed vertically upward as it goes from the peripheral part to the central part ,
The heater includes a peripheral wall portion disposed along an inner peripheral surface of the housing, and a bottom wall portion having a through hole extending radially inward from a lower end portion of the peripheral wall portion and overlapping the introduction port. Prepared,
The gas sensor according to claim 1 , wherein the peripheral portion of the base is connected to the peripheral wall portion of the heater .
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