JP6004154B2 - 防爆型ガス検知器 - Google Patents

Description

本発明は、筐体内にガス検出部と、検体ガスを前記筐体に設けられた導入用開口部を介して前記ガス検出部に導入し、前記筐体に設けられた排出用開口部を介して筐体外に排出するポンプとを備え、且つ、外部への火炎逸走に対する防止策が施された防爆型ガス検知器に関する。

この種の防爆型ガス検知器に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された防爆型ガス検知器では、筐体内の検体ガスが万一爆発した際の火炎逸走の防止策として、ガス導入口及びガス排出口と被検出ガスが導入される測定空間との間に、焼結金属で形成された円板状のガス透過性カバーが設けられている。

特開２００９−７４８９９号公報（００１６段落、図１）

しかし、特許文献１に記された防爆型ガス検知器では、センサ本体の下端に測定空間と連通する開口部が設けられており、ガス透過性カバーはこの開口部の全体を閉じる比較的大径の一枚の焼結金属体からなり、センサ本体をセンサホルダの凹部に取り付けると、焼結金属体製のガス透過性カバーがガス導入口とガス排出口の双方を同時に覆う構成とされている。したがって、例えば焼結金属体の交換などのメンテナンスに際しては、焼結金属体の取り外し前にセンサ本体をセンサホルダから取り外し、メンテナンスの終了後は焼結金属体を付け直したセンサ本体を再びセンサホルダの凹部に取り付けるという煩雑な作業が必要であった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による防爆型ガス検知器が与える課題に鑑み、十分な防爆性を維持しながらも、ガス透過性カバー（焼結金属体）の交換などのメンテナンスなどを簡単に行うことのできる防爆型ガス検知器を提供することにある。

本発明による防爆型ガス検知器の特徴構成は、
筐体内にガス検出部と、検体ガスを前記筐体の壁面に設けられた導入用開口部を介して前記ガス検出部に導入し、前記筐体の壁面に設けられた排出用開口部を介して筐体外に排出するポンプとを備え、
層状の焼結金属からなる防爆フィルタが内嵌され、当該防爆フィルタと一体状の筒状体が前記導入用開口部と前記排出用開口部とに装着され、
前記筒状体の内側端部にチューブ状のホース継手を接続可能とされている点にある。

上記の特徴構成による防爆型ガス検知器では、外部への火炎逸走に対する防止策としての焼結金属が、導入用開口部と排出用開口部に装着された筒状体に内嵌された層状の焼結金属という形態で設けられているので、例えば層状の焼結金属を交換する際には、層状の焼結金属が内嵌された筒状体ごと筐体の壁面から取り外し、健全な層状の焼結金属が内嵌された新たな筒状体を再び筐体の壁面に取り付ければよく、このような交換を含むメンテナンスを手軽に行うことができる。

本構成であれば、筒状体に接続したホース継手とガス検出部の出入り口とを可撓性のホースなどによって簡単に接続することが可能となる。したがって、外部から筐体内に導入された検体ガスをガス検出部までホースなどによって安全に供給でき、同様に、ガス検出部を通過した検体ガスをホースなどによって安全に筐体外に排出できる。また、筐体内での検体ガス流路としてホースの使用を可能とすることで、剛性の検体ガス流路を用いた構成に比べて、回路基板などを含む筐体内部品のメンテナンスが容易となる。

本発明の他の特徴構成は、前記筒状体の内部には径方向内側に突出した小径部が形成されており、前記防爆フィルタは前記小径部の外側に配置してある点にある。

また、本発明の他の特徴構成は、前記筒状体を外側から支持する押さえ部材が前記筐体の壁面に着脱自在に固定されており、前記押さえ部材の前記筒状体と接する側の内径は、前記防爆フィルタの外径を下回る寸法に構成してある点にある。
本構成であれば、仮に爆発によって筐体内の圧力が急に高まる場合にも、筒状体の飛び出しを押さえ部材によって抑制することができる。また、本構成であれば、筒状体を抑える手段が筐体と一体化されている構成に比べて、押さえ部材を筐体の壁面に固定する手段（ボルトなど）の強度や押さえ部材そのものの規模などを、検出対象となるガスの爆発性などの特性に応じて、合理的に選択することができる。

本発明に係る防爆型ガス検知器を示す平面図である。 本発明に係る防爆型ガス検知器を示す破断正面図である。 本発明に係る防爆型ガス検知器を示す斜視図である。 ガス検知器の排出用開口部付近を示す斜視図である。 ガス検知器の導入用開口部付近を示す破断正面図である。 固定された状態のポンプユニットを示す斜視図である。 上方に移動された状態のポンプユニットを示す斜視図である。 側方に移動された状態のポンプユニットを示す斜視図である。 ポンプユニットが取り出されたガス検知器を示す斜視図である。 防爆型ガス検知器の蓋体を示す分解斜視図である。 防爆型ガス検知器の窓板部材を示す斜視図である。 防爆型ガス検知器の窓板部材を示す破断正面図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（ガス検知器の概略構造）
図１〜図３に示すポンプ式のガス検知器１００は、容器状の筐体１を備え、この筐体１には、検出対象となるガスの濃度を検出するガス検出部５、検体ガスを筐体１の外部からガス検出部５に導入し、再び筐体１の外部に排出するためのポンプユニット６、ガス検出部５によって検出されたガスの濃度値などを表示する表示部８、及び、これら各部の動作を制御する制御部９などが配置されている。

尚、本明細書において、前・後・左・右の方向を指す語句は図１を基準に定め、図１における上方寄りの位置を前側、下方寄りの位置を後側と称することとする。
また、上・下の方向を指す語句は図２を基準に定め、図２における上方寄りの位置を上側、下方寄りの位置を下側と称することとする。

ガス検出部５には、互いに種類の異なるガスを検出対象とした複数のガス検出素子を備えたセンサユニット５２が設けられており、このガス検知器１００は、検出対象ガスとして炭化水素やアルコールなどの可燃性ガスを含むため、ガス検出部５付近などにおける万一の爆発時にも筐体１の外部の爆発性ガスに引火する虞の少ない防爆型とされている。

筐体１は、ガス検出部５やポンプユニット６などを収納した主筐体２と、主筐体２の一部にヒンジ１１によって枢支された蓋体４とを有する。主筐体２の開口部２Ａの周囲に形成された環状溝２Ｂには無端状のシール部材２１が係入されており、開口部を蓋体４で閉じ、蓋体４の四隅に設けられた貫通孔４Ｈに挿通した４本のボルト１２で主筐体２に対して締め付けると筐体１の内部がシール部材２１によって密閉状に維持される。

図６などに示すように、主筐体２の後側の側壁に形成された貫通孔には防爆耐圧型のパッキングランド８２が取り付けられており、耐圧パッキングランドを介して筐体１内に引き込まれた電源用のケーブル３６（図１を参照）などを接続するための端子台８４が配置されている。

（ガス導入部とガス排出部の構成）
主筐体２の左側部には、検出対象となるガスをガス検出部に導入するためのガス導入部２２が備えられ、主筐体２の右側部には、一旦ガス検出部に導入されたガスを筐体１外に排出するためのガス排出部２３が備えられている。ガス導入部２２は可撓性チューブＴ１によってガス検出部５と接続されており、ガス排出部２３は別の可撓性チューブＴ４によってポンプユニット６の排気部と接続されている。

図２から理解されるように、ポンプユニット６の吸引力によってガス導入部２２から導入されたガスは、可撓性チューブＴ１を介して先ずガス検出部５に供給され、次に別の可撓性チューブＴ２を介してガス検出部５の出口から脈取り用バッファ７に送られ、脈取り用バッファ７の出口から可撓性チューブＴ３を介してポンプユニット６のポンプ室（不図示）に入り、ポンプ室の排気部から可撓性チューブＴ４を介してガス排出部２３に至り、筐体１外に排出される。

図４と図５に示すように、ガス導入部２２とガス排出部２３を構成すべく主筐体２の左右側部に形成された開口部２Ｃ，２Ｄ（導入用開口部及び排出用開口部の一例）には、概して円筒状のガス流通スリーブ２４（筒状体の一例）が着脱自在に取り付けられている。ガス流通スリーブ２４の内部の軸芯方向に関する中間位置には径方向内側に突出した小径部２４Ａが形成されており、この小径部２４Ａの外側には焼結金属で形成された防爆フィルタ２５が内嵌状に配置されており、小径部２４Ａの内側には可撓性チューブＴ１，Ｔ４の一端を接続したホースニップル２６（チューブ状のホース継手の一例）が螺合されている。

防爆フィルタ２５は、ガス流通スリーブ２４の内部にプレス装置などで平均粒子径が５００〜７００μｍのステンレス鋼製の粒子を円板状に充填後、ガス流通スリーブ２４の全体を所定の温度範囲で熱処理することで、ガス流通スリーブ２４と一体状に成形されている。防爆フィルタ２５は、適切な防爆機能を果たすために、厚さが２ｍｍを超える円板状を呈し、乾燥密度は５．０ｇ／ｃｍ³、最大気孔径は５０μｍとされている。

主筐体２の左右の開口部２Ｃ，２Ｄには、ガス流通スリーブ２４の内側端面を当接支持する小径部２Ｐがあり、ガス流通スリーブは、この小径部２Ｐと、主筐体２の左右側部にネジで固定される環状の押さえ部材２７との間に挟着固定されている。
押さえ部材２７のガス流通スリーブ２４と接する側の内径は、防爆フィルタ２５の外径を僅かにしかし確実に下回る寸法とされている。

尚、主筐体２の左右の側面には、ガス流通スリーブ２４の外周を取り囲む環状溝２Ｅが形成されており、この環状溝２Ｅには、主筐体２の外表面と押さえ部材２７の内側端面との間をシールするための弾性部材からなるＯリング２８が係入されている。

また、押さえ部材２７の内周面にはホースニップル（不図示）などを接続するための雌ネジ（不図示）を形成することで、同ホースニップルに対して検出対象ガスをガス検知器１００に対して導入またはガス検知器１００から排出するためのホース３０（図１を参照）を接続可能とされている。

ガス検出部５は主筐体２の比較的底部側すなわち下方に配置され、ガス検知器１００のコンパクト化の目的で、ポンプユニット６はガス検出部５の上方に隣接した位置に、言い換えれば、主筐体２の底面と交差する軸芯方向視にて少なくとも部分的にガス検出部５と重なるように配置されている。

（ポンプユニットの取付け構造）
ガス検出部５のメンテナンスは、事前にポンプユニット６の固定を解除して横移動させることで可能になる。具体的な構成としては、図６〜図９から理解されるように、ポンプユニット６の下面の前端と後端とに横向きに延びた板状の被固定部材６１Ａ，６１Ｂが設けられており、他方、主筐体２の底部から立設された断面がＬ字状の支持ブラケット２９Ａ，２９Ｂには、ポンプユニット６の被固定部材６１Ａ，６１Ｂを支持可能な概して水平な支持板部２９Ｓが設けられている。

被固定部材６１Ａ，６１Ｂの右端には右向きに開放された比較的短い切り欠き６２が形成されており、被固定部材６１Ａ，６１Ｂの切り欠き６２の左側には左右に長く延びた長孔６３が形成されている。切り欠き６２及び長孔６３の前後方向の幅は、支持板部２９Ｓの雌ネジ２９Ｈに螺合される取付ボルト６４の脚部の外径を超える寸法に設定されている。

被固定部材６１Ａ，６１Ｂの左右の両端部付近は、切り欠き６２及び長孔６３に挿通された特殊な形状の取付ボルト６４を用いて支持板部２９Ｓに固定される。
取付ボルト６４の全長は比較的長く、頭部６４Ａの下端から下方に延びた第１雄ネジ部６４Ｂと、第１雄ネジ部６４Ｂの下端から下方に延びたネジ無しの滑らかな小径部６４Ｃと、小径部６４Ｃの下端から下方に延びた第２雄ネジ部６４Ｄとを有する。

ポンプユニット６を固定する際には、前後の切り欠き６２及び長孔６３に取付ボルト６４を上方から挿通し、各取付ボルト６４の第１雄ネジ部６４Ｂを支持板部２９Ｓの雌ネジ２９Ｈに螺合させることで、切り欠き６２及び長孔６３の縁部を支持板部２９Ｓに対して締め付ければよい。図６は固定が完了した状態を示す。

他方、ガス検出部のメンテナンスなどの目的で、ポンプユニット６を横移動させたい場合は、４本の取付ボルト６４を第１雄ネジ部６４Ｂの全長が支持板部２９Ｓの雌ネジ２９Ｈから抜け出るまで緩めればよい。このように、第１雄ネジ部６４Ｂはその全長が支持板部２９Ｓの雌ネジ２９Ｈから抜け出ており、取付ボルト６４の第２雄ネジ部６４Ｄは未だ支持板部２９Ｓの下方に位置する状態では、取付ボルト６４はネジ無しの小径部６４Ｃの範囲内で支持板部２９Ｓに対して上下に自在に移動できる状態となる。

そこで、図７に示すように、ポンプユニット６を少し上方に移動させることで主筐体２の上縁部をクリアし、次に、図８に示すように、左側に横移動していくと、先ず切り欠き６２の縁部が前後の右側の取付ボルト６４から解放され、更に前後の左側の取付ボルト６４が長孔６３に対して長孔６３の長さの範囲内で左右に自由に移動できるので、ポンプユニット６を左側に大きく横移動させることができ、ガス検出部５のメンテナンスなどが可能となる。この状態では、第２雄ネジ部６４Ｄは取付ボルト６４が支持板部２９Ｓから抜け落ちることを規制する手段として機能している。

尚、脈取り用バッファ７のメンテナンス時やポンプユニット６そのものを交換などの目的で取り外したい場合は、図９に示すように、取付ボルト６４の第２雄ネジ部６４Ｄの上端を支持板部２９Ｓの雌ネジ２９Ｈに螺合させ、引き続き同雌ネジ２９Ｈから上向きに抜け出させることで、取付ボルト６４の全体を支持板部２９Ｓから抜き取るとよい。

（ガス検出部の構成）
図８に示すように、ポンプユニット６を左側に大きく横移動させると、下方のガス検出部５にアクセス可能となる。ガス検出部５は、ソケット状のセンサボックス５１と、このセンサボックス５１に上方から着脱自在に装着された外形が概して円柱状のセンサユニット５２とを有する。

センサユニット５２は、センサユニット５２の上面に重ね合わされる外形が矩形のセンサユニット固定板５３をセンサボックス５１の上端面にネジ止めすることで固定されている。ネジと共にセンサユニット固定板５３を取り外すと、センサユニット５２の交換が可能となる。

（表示部の構成）
図２に示すように、蓋体４の裏面には、制御部９を構成する主回路基板９１や、検出されたガスの濃度値の表示などの役目を果たす補助回路基板９２が支持されている。補助回路基板９２には、検出されたガスの濃度値などを表示する７セグメントディスプレイなどからなる表示素子や警告などのメッセージを発するＬＥＤなどが備えられており、この表示素子に表示された文字やＬＥＤからの発光が蓋体４に設けられた表示部８から確認できるように構成されている。

図１に示すように、蓋体４の上面の前側寄りの位置には、比較的大きな矩形の主開口部４Ａと、主開口部４Ａの前後に配置された複数の円形の補助開口部４Ｂが貫通形成されており、表示素子に表示された数値やＬＥＤからの発光は、蓋体４の裏面に配置された窓板部材４１（図２を参照）を介して、これらの主開口部４Ａおよび補助開口部４Ｂを通して確認できる。

窓板部材４１は、横長の矩形の主表示窓４４Ａを備えたステンレス鋼製の窓板筐体４２と、少なくとも主表示窓４４Ａの周縁部位を表裏から鋳包む（いくるむ）ようにインサート成形された透明な難燃性樹脂製の窓形成部４３とで構成されている。
窓板筐体４２は、プレス機を用いてステンレス鋼板に打ち抜き加工と曲げ加工とを施すことで得られており、概して長円形の天板部４２Ａと、天板部４２Ａの外周部位から下方に延設された支持脚部４２Ｂとを有する。
前述した主表示窓４４Ａは天板部４２Ａのほぼ中央部に形成されており、主表示窓４４Ａの前後にも複数の円形の開口部が補助表示窓４４Ｂとして貫通形成されている。

支持脚部４２Ｂは、天板部４２Ａの外周部位から延設され、外向きに突出した円弧状の断面を有する接続部４２Ｃと、接続部の下端から概して鉛直に延びた主脚部４２Ｄと、主脚部４２Ｄの下端から延設され、内向きに突出した円弧状の断面を有する下端部４２Ｅとを備える。

窓形成部４３は、天板部４２Ａのみに設けられており、天板部４２Ａの最外周部位を除く矩形領域に亘ってインサート成形されることで、透明な難燃性樹脂は主表示窓４４Ａおよび全ての補助表示窓４４Ｂの各開口部に充填されている。主表示窓４４Ａよりも外側で補助表示窓４４Ｂを含む領域に一体的に延設された難燃性樹脂の部位は、天板部４２Ａの一部を表裏両面から挟み込むことで、窓形成部４３を天板部４２Ａに固着させる挟持部の役目を果たしている。

窓板部材４１は、概して矩形の金属製の固定板４５を介して、蓋体４の裏面の所定箇所にネジなどで押付け固定されている。固定板４５の上面には前述した補助回路基板９２が配置されており、固定板４５の下面には主回路基板９１が支持されている。また、固定板４５には、補助回路基板９２を主筐体２側の主回路基板９１と電気的に接続するケーブルのコネクタ（不図示）を挿通するための貫通孔４５Ｈが形成されている。

透明な難燃性樹脂によって充填された主表示窓４４Ａおよび複数の補助表示窓４４Ｂは、補助回路基板９２の表示素子に表示された文字やＰＯＷＥＲ、ＡＬＡＲＭ、ＴＲＯＵＢＬＥなどを示すＬＥＤからの発光を外部から視認可能とするための窓の役目を果たす。ＡＬＡＲＭに対応して設置されたＬＥＤは検出値が所定のレベルを超えたことを告知するための警報手段を構成する。

尚、ＬＥＤの位置に対応する３つの補助表示窓４４Ｂの上下面からは、透明な難燃性樹脂からなる中実で概して円柱状の導光体部４４Ｃが上下双方に一体的に突出形成されている。これらの導光体部４４Ｃは、その下端面がＬＥＤの上面に近接配置されており、ＬＥＤから発光された光を上方に伝えることで、発光状態を蓋体４の正面以外の方向からも確認し易いようにしている。

図１０に示すように、蓋体４の裏面には弾性材料からなる環状のシール部材４６が配置されており、固定板４５による窓板部材４１の押付け固定に基づいて、シール部材４６は蓋体４の裏面と窓板部材４１の天板部４２Ａとの間で挟着されている。また、蓋体４の裏面と窓板部材４１の支持脚部４２Ｂとの間に形成される環状の空間はエポキシ樹脂４７によって満たされている。

また、図２に示すように、蓋体４の表面付近には、窓板部材４１の窓形成部４３と対向し、且つ、主開口部４Ａ及び補助開口部４Ｂを閉じるように、透明樹脂製の保護プレートが取り付けられている。
ここでは窓形成部４３を構成する難燃性樹脂としてポリカーボネートが用いられているが、垂直燃焼試験で難燃グレード：Ｖ−０をクリアする透明な樹脂であればよい。

〔別実施形態〕
〈１〉押さえ部材２７の内側端面に、防爆フィルタ２５の外側面と近接する位置までガス流通スリーブ２４の貫通孔に進入する筒状の突出部を設けてもよい。

〈２〉導入用開口部２Ｃと排出用開口部２Ｄを設置する箇所は、主筐体２の互いに対向した側壁に限らず、主筐体２の互いに隣接した側壁に設置してもよく、或いは、導入用開口部２Ｃと排出用開口部２Ｄとを主筐体２の共通の側壁に上下または左右などに並ぶように設置してもよい。

本発明は、筐体内にガス検出部と、検体ガスを筐体に設けられた導入用開口部を介してガス検出部に導入し、筐体に設けられた排出用開口部を介して筐体外に排出するポンプとを備え、且つ、外部への火炎逸走に対する防止策が施された防爆型ガス検知器に従来見られた課題を解決するための技術として利用可能な発明である。

１ 筐体
２ 主筐体
２Ｃ 導入用開口部（開口部）
２Ｄ 排出用開口部（開口部）
４ 蓋体
５ ガス検出部
６ ポンプユニット（ポンプ）
７ 脈取り用バッファ
８ 表示部
２４ ガス流通スリーブ（筒状体）
２５ 防爆フィルタ（焼結金属）
２６ ホースニップル（チューブ状のホース継手）
２７ 押さえ部材
２８ Ｏリング
３０ ホース
１００ 防爆型ガス検知器
Ｔ１ 可撓性チューブ
Ｔ２ 可撓性チューブ

Claims (3)

1. 筐体内にガス検出部と、検体ガスを前記筐体の壁面に設けられた導入用開口部を介して前記ガス検出部に導入し、前記筐体の壁面に設けられた排出用開口部を介して筐体外に排出するポンプとを備え、
   層状の焼結金属からなる防爆フィルタが内嵌され、当該防爆フィルタと一体状の筒状体が前記導入用開口部と前記排出用開口部とに装着され、
   前記筒状体の内側端部にチューブ状のホース継手を接続可能とされている防爆型ガス検知器。
2. 前記筒状体の内部には径方向内側に突出した小径部が形成されており、前記防爆フィルタは前記小径部の外側に配置してある請求項１に記載の防爆型ガス検知器。
3. 前記筒状体を外側から支持する押さえ部材が前記筐体の壁面に着脱自在に固定されており、前記押さえ部材の前記筒状体と接する側の内径は、前記防爆フィルタの外径を下回る寸法に構成してある請求項１または２に記載の防爆型ガス検知器。

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