JP6566602B2

JP6566602B2 - ガス検知器

Info

Publication number: JP6566602B2
Application number: JP2013187424A
Authority: JP
Inventors: 信二中嶋
Original assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Current assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2033-09-10
Also published as: JP2015055489A

Description

本発明は、外部環境の変化を検知するセンサを有するセンサユニットを複数備えたガス検知器に関する。

特許文献１には、複数のセンサを備えたガス検知器が開示されている。このガス検知器は、複数の酸化物半導体センサが配置されたセンサケースを備え、当該センサケースの上流側は、サンプルガスが収容されたサンプルガス容器が接続されるサンプル吸引口に接続されていた。一方、センサケースの下流側は、吸引ポンプに接続されていた。複数の酸化物半導体センサは、導入されたサンプルガスに対して順次接触するように直列に配列されていた。

特開２００１−２０１４３６号公報

特許文献１に記載されたガス検知器では、直列に配設された複数のセンサに対して１つの吸引ポンプが設けられていた。この場合、センサケースの下流に配設された吸引ポンプは、複数のセンサを吸引してサンプルガスをセンサケースの上流側から下流側に吸引することができる。しかし、このガス検知器の構成では、サンプルガスの流量を個々のセンサ毎に調整することはできなかった。

従って、本発明の目的は、複数のセンサにおいて、個々のセンサ毎にガスの流量を調整できるガス検知器を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るガス検知器は、外部環境の変化を検知するセンサを有するセンサユニットを複数備えたガス検知器であって、その第一特徴構成は、複数のセンサユニットは、それぞれ異なる種類の被検知ガスを検知するように構成してあり、それぞれのセンサユニットにおいて、雰囲気ガスを吸引するポンプを備え、雰囲気ガスを流下させるガス流通路を備え、前記ガス流通路における最上流側のセンサユニットのセンサから順に下流側のセンサユニットのセンサへ雰囲気ガスを流下させる点にある。

本構成では、複数のセンサユニットにおいて、それぞれ異なる種類の被検知ガスを検知することができる。また、本構成では、センサおよびポンプの両者を各センサユニットに設けることができる。これにより、例えばセンサ毎に雰囲気ガスの流量を異ならせたい場合は、それぞれのセンサユニットに設けたポンプの吸引力をそれぞれ異ならせることで、容易にセンサ毎に雰囲気ガスの流量を異ならせることができる。

従って、センサの種類によっては過度の吸引力をかけると不都合が生じる場合であっても、本発明のガス検知器では、所望のセンサに対してポンプによる吸引力を調整して雰囲気ガスの流量を調整することができるため、各センサの特性に応じた適切な流量でガス検知を行うことができる。また、本構成は、雰囲気ガスを流下させるガス流通路を備え、当該ガス流通路における最上流側のセンサユニットのセンサから順に下流側のセンサユニットのセンサへ雰囲気ガスを流下させるため、環境中の雰囲気ガスを吸引した後、ガス流通路における最上流側のセンサユニットのセンサから下流側のセンサユニットのセンサへ順番に吸引した雰囲気ガスを分岐させて流下させることができる。

本発明に係るガス検知器の第二特徴構成は、それぞれのセンサユニットにおいて、雰囲気ガスの吸引量を調整できる流量調整機構を備えた点にある。

本構成によれば、それぞれのセンサユニット毎に、リアルタイムで適切な流量に調整して雰囲気ガスのサンプリングを行うことができる。

本発明に係るガス検知器の第三特徴構成は、雰囲気ガスを外部から吸引する吸気口を１つ備え、当該吸気口は、最上流側のセンサユニットの上流に備えた点にある。

本構成によれば、最上流側のセンサユニットの上流に備えた吸気口から特定の場所の雰囲気ガスをサンプリングして複数のガスセンサでガス検知を行うことができる。

本発明に係るガス検知器の第四特徴構成は、それぞれのセンサユニットは、前記センサを支持するセンサブロックを備え、隣接するセンサユニットは、それぞれのセンサブロックを接続する前記ガス流通路によって接続した点にある。

本構成により、センサブロックを中心として各センサユニットを構築し、かつセンサブロックを基点として各センサを並列で接続することができる。よって、例えば所望のセンサユニットのみを稼働させたくない場合には、該当するセンサユニットのセンサブロックにおいて、当該センサブロックが支持するセンサに対して雰囲気ガスを流通させないようにすれば、それぞれのセンサブロックはガス流通路によって接続してあるため、該当するセンサユニット以外のセンサユニットを稼働させることができる。

本発明のガス検知器の外観を示す斜視図である。ガス検知器の概要を示すブロック図である。センサユニットの斜視図である。センサバッファの分解図である。ガス検知器の要部概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明は、外部環境の変化を検知するセンサを有するセンサユニットを複数備えたガス検知器である。図１〜５に示したように、本実施形態におけるガス検知器Ｘは、５つのセンサユニット１０〜５０を備えた場合について説明する。

ガス検知器Ｘは、可搬性の態様、或いは、屋内や屋外で壁面に設置する態様などであればどのような機器であってもよい。本実施形態では、可搬性の態様とした場合について説明する。

複数のセンサユニットは、それぞれ異なる種類の被検知ガスを検知するように構成してある。隣接するセンサユニット同士は環境中の雰囲気ガスが流下する配管６０で接続される。ガス検知器Ｘは雰囲気ガスを流下させるガス流通路７０を備え、当該ガス流通路７０における最上流側のセンサユニット１０のセンサ１２から順に下流側のセンサユニット５０のセンサ５２へ環境中の雰囲気ガスを流下させる。

例えばセンサユニット１０において、センサブロック１１に、配管６０と接続する係止穴部を、吸気口１より吸入された雰囲気ガスが流入する上流側および雰囲気ガスが流出する下流側にそれぞれ形成してある。即ち、センサブロック１１には、雰囲気ガスが流入する上流側係止穴部１１ａおよび雰囲気ガスが流出する下流側係止穴部１１ｂを形成する。当該上流側係止穴部１１ａおよび下流側係止穴部１１ｂにおいて、それぞれが第一配管６１および第二配管６２と接続する（図５）。
尚、配管６０は、Ｏリング１６によって係止穴部に係止される。

本実施形態では、１つの吸気口１を形成した場合について説明するが、このような態様に限定されるものではない。例えば、センサユニット毎に吸気口を形成し、各吸気口から、それぞれ異なった場所の雰囲気ガスをサンプリングできるように構成してもよい。本実施形態のように１つの吸気口１を形成した場合は、特定の場所の雰囲気ガスをサンプリングして複数のガスセンサでガス検知を行うことができる。複数のガスセンサをそれぞれ異なったものとすれば、それぞれのガスセンサの特性に応じたガス検知を行うことができる。
一方、センサユニット毎に吸気口を形成した場合は、異なった場所の雰囲気ガスをサンプリングできる多点検知を行うことができる。検知態様については、特定の場所の検知を行うか、多点検知を行うかを切り替え可能となるように構成してもよい。この場合、雰囲気ガスを吸気する吸気口を１つにするか、複数にするか、を切り替え可能となるように構成すればよい。

また、センサユニット１０は、センサブロック１１に支持され、外部環境の変化を検知するセンサ１２、雰囲気ガスの流量を測定するフローセンサ１３、雰囲気ガスをバッファリングするセンサバッファ１４を備える。さらに本発明のガス検知器Ｘは、センサユニット１０において、センサ１２の下流に雰囲気ガスを吸引するポンプ１５を備えている。センサブロック１１に流入した雰囲気ガスは、ガス流通路７０より分岐した分岐路７１を通過してセンサ１２に流入し、フローセンサ１３、センサバッファ１４をそれぞれ流下する。

他のセンサユニットについても同様の構成、即ち、センサユニット２０はセンサブロック２１、センサ２２、フローセンサ２３、センサバッファ２４、ポンプ２５を備え、センサブロック２１に上流側係止穴部２１ａおよび下流側係止穴部２１ｂを形成する。当該上流側係止穴部２１ａに第二配管６２が接続し、下流側係止穴部２１ｂに第三配管６３が接続する。

また、センサユニット３０はセンサブロック３１、センサ３２、フローセンサ３３、センサバッファ３４、ポンプ３５を備え、センサブロック３１に上流側係止穴部３１ａおよび下流側係止穴部３１ｂを形成する。当該上流側係止穴部３１ａに第三配管６３が接続し、下流側係止穴部３１ｂに第四配管６４が接続する。

また、センサユニット４０はセンサブロック４１、センサ４２、フローセンサ４３、センサバッファ４４、ポンプ４５を備え、センサブロック４１に上流側係止穴部４１ａおよび下流側係止穴部４１ｂを形成する。当該上流側係止穴部４１ａに第四配管６４が接続し、下流側係止穴部４１ｂに第五配管６５が接続する。

さらに、センサユニット５０はセンサブロック５１、センサ５２、フローセンサ５３、センサバッファ５４、ポンプ５５を備え、センサブロック５１に上流側係止穴部５１ａおよび下流側係止穴部５１ｂを形成する。当該上流側係止穴部５１ａに第五配管６５が接続する。センサユニット５０は、最下流側のユニットなので、下流側係止穴部５１ｂは、それより下流に雰囲気ガスが流入しない構成であればよい。従って、下流側係止穴部５１ｂは封止されていてもよく、下流側係止穴部を設けない構成でもよい。

隣接するセンサユニット１０〜５０は、それぞれのセンサブロック１１〜５１を接続するガス流通路７０によって接続してある。
上述したように、各センサブロック１１〜５１はセンサ１２〜５２を支持しており、さらにセンサブロック１１〜５１は配管６０を介して隣接するセンサユニットを接続している。本構成により、センサブロック１１〜５１を中心として各センサユニット１０〜５０を構築し、かつセンサブロック１１〜５１を基点として各センサ１２〜５２を並列で接続することができる。よって、例えば所望のセンサユニットのみを稼働させたくない場合には、該当するセンサユニットのセンサブロックにおいて、当該センサブロックが支持するセンサに対して雰囲気ガスを流通させないようにすれば、それぞれのセンサブロック１１〜５１は配管６０によって接続してあるため、該当するセンサユニット以外のセンサユニットを稼働させることができる。

センサブロック２１〜５１に流入した雰囲気ガスは、ガス流通路７０より分岐した分岐路７２〜７５をそれぞれ通過してセンサ２２〜５２に流入し、フローセンサ２３〜５３、センサバッファ２４〜５４をそれぞれ流下する。
尚、フローセンサ１３〜５３から外部に流量などの情報を含んだ信号を出力することが可能であり、このとき当該信号を受信して流量などの情報を表示できる外部機器と接続してモニタリングすることで、汚れ等による配管の詰まりやポンプユニットの故障などを早期に検知することができる。

また、それぞれのセンサユニットにおいて、或いは、所望のセンサユニットにおいて、このような流量の情報を基にして雰囲気ガスの吸引量を調整できる流量調整機構を備えてもよい（図外）。これにより、それぞれのセンサユニット毎に、リアルタイムで適切な流量に調整して雰囲気ガスのサンプリングを行うことができる。

ポンプ１５〜５５から排出された雰囲気ガスは、前記センサユニット毎に設けられた排気路８１〜８５、および、アウトバッファ８０を経由して排気口２よりガス検知器Ｘの外部に排出される。

各センサユニット１０〜５０は、その内部に外部環境の変化を検知するセンサ１２〜５２をそれぞれ備える。このようなセンサとして、酸素センサ、ＣＯセンサ、都市ガスセンサ、ＬＰガスセンサなどのガスセンサなどを使用することができるが、これに限られるものではない。

ガスセンサは、被検知ガスを検知するものであれば、どのような態様であってもよい。例えば、酸素センサは酸素ガスを検出でき、ＣＯセンサは不完全燃焼で発生する一酸化炭素ガスを検出でき、都市ガスセンサは炭化水素ガス等の漏洩ガスを検出することができるものであれば、公知の半導体式センサ素子、接触燃焼式センサ素子および電気化学式センサなどが使用できる。

ガス検知器Ｘは、例えばセンサ１２が警報レベル以上の被検知ガスを継続して検知したことを後述の演算手段（図外）が判定した場合、当該演算手段から警報信号を受け取り、音声により警報を発する放音部（図外）と接続される。当該放音部は、ガス検知器Ｘに組み込んでもよい。

演算手段は、上述したセンサ１２が被検知ガスを検知した出力に基づき、被検知ガス濃度を算出する濃度算出部（図外）を備える。さらに演算手段は、センサ１２が警報レベル以上の被検知ガス濃度を継続して検知した場合、警報信号を放音部に送信して当該放音部により警報を発するように制御する。
尚、本発明のガス検知器Ｘには、演算手段の結果を表示する表示部（図外）を筐体に設け、被検知ガス濃度などを表示できるように構成してもよい。

本発明のように、それぞれのセンサユニット１０〜５０において、センサ１２〜５２の下流に雰囲気ガスを吸引するポンプ１５〜５５を備えることにより、センサおよびポンプの両者を各センサユニットに設けることができる。これにより、例えばセンサ毎に雰囲気ガスの流量を異ならせたい場合は、それぞれのセンサユニットに設けたポンプの吸引力をそれぞれ異ならせるとよい。従って、本発明のガス検知器Ｘでは、所望のセンサに対してポンプによる吸引力を調整して雰囲気ガスの流量を調整することができるため、各センサの特性に応じた適切な流量でガス検知を行うことができる。

〔別実施形態１〕
上述したガス検知器Ｘの実施形態において、熱分解炉を備えた構成としてもよい（図外）。例えば検知対象外の不飽和フルオロカーボンは、熱分解によってフッ化水素が発生してセンサ１２〜５２によって検知されてしまう虞がある。本構成のように熱分解炉を備えて、熱分解炉で分解されて発生したガスをセンサ１２〜５２で検知できるように構成すれば、検知対象外のガス成分を含むか否かを判定することができる。

熱分解炉は、各センサブロック１１〜５１の上流に配設してもよいし、各センサブロック１１〜５１のうち所望のセンサブロックのみに配設してもよい。

〔別実施形態２〕
上述した実施形態では、センサ１２〜５２の下流に雰囲気ガスを吸引するポンプ１５〜５５を備えている構成となっているが、それに限らずセンサ１２〜５２の上流にポンプ１５〜５５を備え、雰囲気ガスを吸引し、供給する構成としてもよい。

本発明は、外部環境の変化を検知するセンサを有するセンサユニットを複数備えたガス検知器に利用できる。

Ｘガス検知器
１吸気口
１０〜５０センサユニット
１１〜５１センサブロック
１２〜５２センサ
１５〜５５ポンプ
７０ガス流通路

Claims

外部環境の変化を検知するセンサを有するセンサユニットを複数備えたガス検知器であって、
複数のセンサユニットは、それぞれ異なる種類の被検知ガスを検知するように構成してあり、
それぞれのセンサユニットにおいて、雰囲気ガスを吸引するポンプを備え、
雰囲気ガスを流下させるガス流通路を備え、前記ガス流通路における最上流側のセンサユニットのセンサから順に下流側のセンサユニットのセンサへ雰囲気ガスを流下させるガス検知器。
それぞれのセンサユニットにおいて、雰囲気ガスの吸引量を調整できる流量調整機構を備えてある請求項１に記載のガス検知器。
雰囲気ガスを外部から吸引する吸気口を１つ備え、当該吸気口は、最上流側のセンサユニットの上流に備えた請求項１または２に記載のガス検知器。
それぞれのセンサユニットは、前記センサを支持するセンサブロックを備え、
隣接するセンサユニットは、それぞれのセンサブロックを接続する前記ガス流通路によって接続してある請求項１〜３の何れか一項に記載のガス検知器。