JP6951088B2 - ガスチェッカー - Google Patents

Description

本発明は、作業者が携帯して検知対象ガスを検知するガスチェッカーに関するものである。

下記特許文献１には、マンホール内の工事現場や坑道など作業空間において、その環境の空気中に含まれる人体に有害な危険性ガス（可燃性ガスや毒性ガス）を検知する装置として、拡散式のガス検知ユニットが着脱自在に装着されるガス吸引ユニットを備えた携帯型ガス検知装置が開示されている。

特許第３８３９３２５号

特許文献１に開示される装置は、携帯型ではあるがガス吸引ユニットを一方の手で持ちながら、他方の手若しくはベルトなどに装着してガス測定を行っており、作業性が悪いという問題があった。

また、ガス吸引ユニットとガス検知ユニットとの間は接続用チューブを介して接続されているため、ガス吸引ユニットで吸引された危険性ガスを検知するまでに時間が掛かってしまい、高濃度の危険性ガスが充満するような作業空間では作業員に危険が及ぶ可能性があった。

そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、作業性を考慮しつつガス応答性に優れたガスチェッカーを提供することを目的としている。

上記した目的を達成するため、本発明に係る第１の態様は、作業空間中の空気に含まれる検知対象ガスの有無及びガス濃度を検知する携帯型のガスチェッカーにおいて、
ケース本体に設けた吸引ファンの吸引方向下流側直近に定電位分解式ガスセンサを配置するとともに、該定電位分解式ガスセンサの検知面を前記吸引ファンと対向させて配置したことを特徴とする、ガスチェッカーである。

第２の態様に係るガスチェッカーは、第１の態様に係るガスチェッカーにおいて、前記吸引ファンが間欠駆動することを特徴とする、ガスチェッカーである。

本発明によれば、ケース本体の設けた吸引ファンの吸引方向下流側直近にガスセンサを配置しているため、作業空間内で吸引された空気中の危険性ガスを素早く検知することができる。また、ガスセンサが吸引ファンの吸引方向下流側直近に配置されているため、吸引ファンを駆動していない状態であっても従来品と比べて危険性ガスの検知応答性を向上させることができる。

（ａ）は本発明に係るガスチェッカーを電源スイッチ側からみた概略斜視図であり、（ｂ）は同チェッカーを吸引ファン側からみた概略斜視図である。 （ａ）は同チェッカーの蓋部を外した状態の概略断面図であり、（ｂ）は同チェッカーの蓋部を外した状態の概略平面図である。 同チェッカーの電源ボタン操作時におけるセンサ及びファンの状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この形態に基づいて当業者などによりなされる実施可能な他の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。

本実施形態のガスチェッカー１は、作業者が手で直接持って所望する検知箇所に近付けてガス漏れ作業などが行えるように、ケース本体２は把持時に掌に収まる程度のサイズで成形されている。例えば、図１（ａ）に示すような、直方体形状とした場合、長手方向に約１０ｃｍ、端面が約２ｃｍ四方とすると、作業者が持ち運び易く、作業性に優れたサイズとなる。

図１（ａ）に示すように、直方体形状のケース本体２における一方の端面２ａ側には電源スイッチ３が設けられている。作業者は、この電源スイッチ３を押下することで、後述する吸引ファン４及びガスセンサ９の駆動状態を切り替えることができる。

また、図１（ｂ）に示すように、ケース本体２の他方の端面２ｂには作業区間内の空気を吸引してケース本体２内に導入する吸引ファン４が設けられている。作業空間内で吸引した空気内に検知対象ガスである作業者に有害な危険性ガス（例えば、一酸化炭素などの毒性ガスや、水素などの可燃性ガス）が含まれている場合は、吸引ファン４により吸引された空気がガスセンサ９まで導入されるため、危険性ガスの検知が可能となる。

この吸引ファン４は、間欠駆動又は連続駆動の設定が可能となっており、使用環境に応じて適宜設定される。この間欠駆動により、電源部１０の電源となる電池の消費を抑制することができる。また、吸引ファン４は、駆動時における内部機器の冷却を行うための放熱ファンとしての機能も果たしている。

ケース本体２の一側面には、該本体２内に内蔵される後述する電源部１０の電池交換時や内部メンテナンス時に取り外される着脱自在な蓋部６が設けられている。この蓋部６の表面には、例えば作業者がガスチェッカー１を作業上着の胸ポケットやベルトなどに筆記具（ペン）のように装着保持させるためのクリップ７が設けられている。

クリップ７の形状としては、作業服の胸ポケットやベルトなどに装着保持した状態で使用することを目的としているため、図示のような形状には限定されない。

また、ケース本体２における蓋部６と対向する側面には、検知した危険性ガスの濃度に応じた表示が可能な表示部５が設けられている。本形態では、表示部５として消費電力を考慮してＬＥＤを複数（図中では５つ）による多段階表示が可能となっている。

なお、ＬＥＤ表示の形態としては、種々の使用環境や検知対象となる危険性ガスの種類に応じてその表示数や表示形態（色、点灯／点滅状態）が仕様変更可能となっている。

表示部５の表示形態例としては、例えば危険性ガスを水素とし、表示形態が吸引ファン４側から緑→黄→赤１→赤２→赤３（赤１〜３は同色であるが説明の便宜上、番号を付している）とした場合、０〜４０ｐｐｍを「緑を点滅」、４１〜４００ｐｐｍを「緑、黄を点灯」、４０１〜６００ｐｐｍを「緑、黄、赤１を点灯」、６０１〜８００ｐｐｍを「緑、黄、赤１、赤２を点灯」、８０１〜１０００ｐｐｍを「緑、黄、赤１、赤２、赤３を点灯」とする。よって、作業空間内における水素濃度が高濃度となるに連れてＬＥＤ表示数が増えるため、作業者は、表示部５の表示状態を確認するだけで作業空間の危険性を即座に察知することができる。

図２（ａ）、（ｂ）は、ケース本体２の内部構造を示している。図示に示すように、ケース本体２の内部には、ガスチェッカー１の駆動を制御するＩＣ回路（図示略）が搭載された制御基板（制御部）８と、吸引ファン４から吸引された作業空間の空気から危険性ガスの有無及び濃度を検知するガスセンサ９と、ガスチェッカー１に駆動電源を供給する電源部１０と、例えば危険性ガスが高濃度の際に作業者に危険を知らせるブザー振動機器などの鳴動手段１１を備えている。

制御基板８は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどのプロセッサで構成されたＩＣ回路を搭載し、ガスチェッカー１を構成する各部の駆動制御やガス濃度を測定するための演算処理などを行う制御部として機能する。制御基板８は、電源スイッチ３を押下したときの吸引ファン４及びガスセンサ９の駆動切り替えを行っている。

本実施形態における吸引ファン４及びガスセンサ９の駆動切り替え制御について説明すると、図３に示すように、本実施形態では、ガスチェッカー１がＯＦＦ状態（すなわち、吸引ファン４及びガスセンサ９がＯＦＦ状態）のときに電源スイッチ３を１回押すと、ガスセンサ９の駆動がＯＮとなり吸引ファン４はＯＦＦ状態のままとなる（第１の切替状態）。
次に、第１の切替状態のときに電源スイッチ３を１回押すと、ガスセンサ９の駆動がＯＦＦとなり吸引ファン４はＯＦＦ状態のままとなる（第２の切替状態）。
次に、第２の切替状態のときに電源スイッチ３を１回押すと、ガスセンサ９と吸引ファン４の駆動が共にＯＮ状態となる（第３の切替状態）。
そして、第３の切替状態のときに電源スイッチ３を１回押すと、ガスセンサ９と吸引ファン４の駆動が共にＯＦＦ状態となる（第４の切替状態）。
つまり、電源スイッチ３の押下動作を繰り返すことで、上述した第１〜第４の切替状態に順次切り替わることになる。

ガスセンサ９は、消費電力を抑える目的として、定電位電解式センサで構成されている。また、ガスセンサ９は、吸引ファン４で吸引した作業空間の空気を素早く解析して空気中に含まれる危険性ガスの有無及び濃度を検知するため、吸引ファン４の吸引方向下流側直近（つまり、吸引ファン４と近接した位置）に配置されている。これにより、吸引された空気中に含まれる危険性ガスを即座に検知することができる。

また、吸引ファン４と近接した位置に配置されているため、吸引ファン４を駆動していない状態であっても、吸引ファン４の駆動時よりは応答性能が多少劣るが、吸引ファン４の羽根部の隙間から入り込んだ空気中の危険性ガスを従来品よりも素早く検知することが可能となる。

なお、ガスセンサ９の設置状態としては、吸引ファン４の下流側直近であれば特に問題はないが、応答性向上という観点からすると、ガスセンサ９の検知面（ガス接触面）を吸引ファン４と対向させて配置するのがより好ましい。

電源部１０は、一次電池又は二次電池などの交換可能な電池（図中の一点鎖線）で構成され、電源スイッチ３の切替状態に応じてガスチェッカー１の駆動に必要な駆動電源を供給する。なお、電池として内蔵式の二次電池を使用した場合、ケース本体２に充電用のコネクタを設けることで充電ケーブルを介して直接充電することも可能である。

鳴動手段１１は、ブザーや振動機器などで構成され、所定の駆動条件になると、ブザー音や振動（バイブレーション）によって作業者に危険を通知する。例えば、危険性ガスが水素の場合、作業者の安全を考慮して空気中の水素ガス濃度が２００ｐｐｍを越えたときに鳴動するように任意設定すればよい。

次に、上述したガスチェッカー１と従来品との比較評価結果について説明する。
なお、下記に示す実施例で示した実施要件についてはあくまで一例であり、作製するガスチェッカー１の仕様に応じて本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能とする。

実験環境として、ドラフトチャンバー内において、ガス配管から危険性ガスとして水素ガスが一定量（２００ｃｃ／ｍｉｎ）流入するよう設定し、ガス配管の排出口から上方約２０ｃｍの位置で本発明のガスチェッカー１と従来品との検知時間（ガス濃度４０ｐｐｍでブザー報知されるまでの時間）を比較した。

比較した結果、本発明のガスチェッカー１は、吸引ファン４を駆動した状態で６秒、吸引ファン４を駆動しない状態で１９秒あるのに対し、従来品は３０秒となった。この結果より、本発明のガスチェッカー１が従来品と比べて検知時間が約１／２、吸引ファン４駆動時に至っては検知時間が約１／５以上となり、検知時間が大幅に短縮されることが実証された。また、危険性ガスとして一酸化炭素ガスを用いて上記同様の試験を行った結果、水素ガスと同様、本発明のガスチェッカー１の方が従来品よりも検知時間が短縮された。よって、危険性ガスの種類を問わず、従来品よりも本発明のガスチェッカー１の方が応答性能に優れていることが確認された。

以上説明したように、上述したガスチェッカー１は、ケース本体２の一方の端面に配置された吸引ファン４の吸引方向下流側直近にガスセンサ９を配置した構成としたため、作業空間内で吸引された空気中の危険性ガスを素早く検知することができる。また、ガスセンサ９が吸引ファン４の吸引方向下流側直近に配置されているため、吸引ファン４を駆動していない状態であっても従来品と比べて危険性ガスの検知応答性が向上するという効果を奏する。

［その他の実施形態について］
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に示すように使用環境等に応じて適宜変更して実施することもできる。また、以下の変更例を本発明の要旨を逸脱しない範囲の中で任意に組み合わせて実施することもできる。

上述した形態では、ケース本体２が直方体形状を成した構成で説明したが、少なくとも作業者がガスチェッカー１を把持したときに掌に納まる程度の形状とすればよく、例えば筆記具（ペン）のような略円筒形とした形状、直方体形状において把持する部分に緩やかな窪みをつけて握りやすくするなど、作業者の利便性を考慮した形状に適宜変更することができる。

また、吸引ファン４の配置位置がケース本体２の一方の端面２ａと対向する他方の端面２ｂに設けた構成として説明したが、例えばケース本体２の側面に設けてもよい。この配置構成とした場合であっても、ガスセンサ９は吸引ファン４の吸引方向下流側直近に配置されることで、上述した形態と同様の効果を奏することができる。

１…ガスチェッカー
２…ケース本体（２ａ…電源スイッチ３が配置される側の端面、２ｂ…吸引ファン４が配置される側の端面）
３…電源スイッチ
４…吸引ファン
５…表示部
６…蓋部
７…クリップ
８…制御基板（制御部）
９…ガスセンサ
１０…電源部
１１…鳴動手段

Claims (2)

1. 作業空間中の空気に含まれる検知対象ガスの有無及びガス濃度を検知する携帯型のガスチェッカーにおいて、
   ケース本体に設けた吸引ファンの吸引方向下流側直近に定電位分解式ガスセンサを配置するとともに、該定電位分解式ガスセンサの検知面を前記吸引ファンと対向させて配置したことを特徴とするガスチェッカー。
2. 前記吸引ファンが間欠駆動することを特徴とする請求項１記載のガスチェッカー。

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