JP7258138B2 - ガス検出装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１９年６月２８日に日本国に特許出願された特願２０１９－１２２００８の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本開示は、ガス検出装置に関する。

従来、匂いを検出可能な匂いセンサ、又はガスの濃度を検出するガス濃度センサのようなセンサが知られている。このようなセンサにおいて、ヒータの機能が必要になることがある。例えば、半導体式ガスセンサは、電気伝導度の変化を抵抗値の変化として捉えることにより、ガスの濃度を検出する。この電気伝導度の変化は、ヒータにより加熱されて活性化した感ガス膜に吸着した酸素と、サンプルガスとの間に生じる酸素の吸脱着に伴うものである。

ガスセンサがヒータとともに使用される構成も、従来知られている。例えば、特許文献１は、ガスセンサの上流側に、センサ加温ヒータを設けることを開示している。また、例えば、特許文献２は、ヒータにより加熱された感ガス膜の抵抗値変化によりガス濃度を検出するガスセンサを開示している。

特開２０１７－６７５３８号公報 特開２００４－３７１８０号公報

一実施形態に係るガス検出装置は、
ガスがポンプによって所定方向に流される流路と、
ガスを加熱するヒータを有する第１タイプの１つ以上のガスセンサと、
ガスを加熱するヒータを有さない第２タイプの１つ以上のガスセンサと、を備えている。
前記流路において、前記第１タイプのガスセンサは、前記第２タイプのガスセンサよりも、前記ポンプによるガス流の上流に位置している。

一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。 一実施形態に係るガス検出装置の構成を概略的に示す図である。

ガスを検出する環境において、ガスの温度を安定させることができれば、ガス検出装置がガスを検出する機能を向上し得る。本開示の目的は、ガスを検出する機能を向上し得るガス検出装置を提供することにある。一実施形態によれば、ガスを検出する機能を向上し得るガス検出装置を提供することができる。

本開示において、「ガス検出装置」は、流路を流れるガスを検出する装置としてよい。本開示において、「ガスを検出する」とは、例えば、ガスの種類及び／又はガスの濃度を検出することとしてよい。また、本開示において、「ガスを検出する」とは、例えば、特定のガスの含有の有無を検出したり、ガスの特定の匂い（臭い）又は香りなどを検出したり、ガスの特定の成分の有無及び／又は含有量などを検出したりするものとしてもよい。本開示において、ガス検出装置は、電力駆動されるガスセンサによって、ガスを検出する装置としてよい。また、本開示において、「ガスセンサ」とは、後述のように、種々のセンサを採用してよい。以下、一実施形態に係るガス検出装置について、図面を参照して説明する。また、各図には、説明の便宜のために、直交座標系ＸＹＺを付している。

図１は、一実施形態に係るガス検出装置の簡単な構成の一例を示す図である。

図１に示すように、一実施形態に係るガス検出装置１Ａは、例えば、筒状部材５Ａによって構成される流路と、ガスセンサ１０と、ガスセンサ２０とを備えている。以下、筒状部材５Ａによって構成される流路を、単に「流路５Ａ」のようにも記す。

図１に示すガス検出装置１Ａは、左側にガスの流入口を有し、右側にガスの流出口を有する。すなわち、図１に示すガス検出装置１Ａは、流入口から流出口に向けて（図に示すＹ軸の正方向に）流路５Ａを流れるガスを検出する。このように、一実施形態に係るガス検出装置１は、ガスが所定方向に流れる流路５Ａを備えている。

図１に示すように、流路５Ａにおいてガスが所定方向（例えばＹ軸の正方向）に流れる場合、ガスの流入口に近い方を「上流」とし、ガスの流出口に近い方を「下流」とする。「上流」及び「下流」は、相対的な概念である。すなわち、流路５Ａにおいて、ある位置（地点）を基準として、当該位置よりもガスの流入口に近い方を「上流」としてよい。一方、流路５Ａにおいて、ある位置（地点）を基準として、当該位置よりもガスの流出口に近い方を「下流」としてよい。

一実施形態において、ガス検出装置１Ａの流入口付近を含む上流部分、及び／又は、ガス検出装置１Ａの流出口付近を含む下流部分は、求められる用途及び／又は仕様等に応じて、各種の構成とすることができる。例えば、ガス検出装置１Ａの流入口付近を含む上流部分には、当該流入口にガスを流入するポンプを設けてもよい。このポンプは、ガスを流入口に送出することができれば、任意のものを採用してよい。同様に、例えば、ガス検出装置１Ａの流出口付近を含む下流部分には、当該流出口からガスを流出させるポンプを設けてもよい。このポンプは、ガスを流出口から送出することができれば、任意のものを採用してよい。一実施形態において、ガス検出装置１Ａは、ガスを流入するポンプ及びガスを流出させるポンプの双方を備えてもよい。また、一実施形態において、ガス検出装置１Ａは、ガスを流入するポンプ及びガスを流出させるポンプのうち一方のみを備えてもよい。上述のポンプは、例えばダイヤフラムポンプなどの任意のポンプとしてよい。図１においては、このようなポンプの図示は省略している。

流路５Ａを形成する筒状部材５Ａは、ガスが所定方向に流れる流路を有する、例えばチューブ状の部材としてよい。ここで、筒状部材５Ａは、各種の素材で構成してよい。例えば、筒状部材５Ａは、アルミニウム、銅若しくはチタンなどの金属、セラミックス、ガラス、フッ素樹脂若しくはシリコーン樹脂などの樹脂、又はガラスエポキシ樹脂などで構成してよい。後述のように、ガス検出装置１Ａは、ガスセンサを備え、当該ガスセンサの少なくとも１つは１以上のヒータを備える。したがって、流路５Ａを形成する筒状部材５Ａは、流路５Ａに流入されたガスがヒータによって加熱されても、変形などしない素材で構成してよい。

図１において、流路５Ａは、Ｙ軸に垂直な断面を円形とする筒状としている。このように、一実施形態に係るガス検出装置１Ａの流路５Ａは、筒状に形成されてもよい。一方、流路５ＡのＹ軸に垂直な断面は、円形に限定されない。一実施形態において、流路５Ａは、Ｙ軸に垂直な断面を、例えば楕円形などとしてもよい。また、一実施形態において、流路５Ａは、Ｙ軸に垂直な断面を、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形などの多角形状としてもよい。

また、図１において、流路５Ａは、Ｙ軸方向に直線状に延在している。一方、流路５Ａの形状は、Ｙ軸方向に直線状に延在するものに限定されない。一実施形態において、流路５Ａは、屈曲した形状としてもよいし、曲線状に延在してもよい。流路５Ａは、例えばガス検出装置１Ａが設置される態様、及び／又は、ガス検出装置１Ａによるガスの検出に求められる仕様等に応じて、各種の形状としてよい。

図１に示すように、一実施形態に係るガス検出装置１Ａにおいて、流路５Ａの内側には、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０が取り付けられる。一実施形態において、図１に示すように、ガスセンサ１０は、ガスセンサ２０よりも上流側に配置する。すなわち、一実施形態において、図１に示すように、ガスセンサ２０は、ガスセンサ１０よりも下流側に配置する。

ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、例えば流路５Ａの内壁に取り付けられてよい。ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、例えば接着剤又は溶接などにより、流路５Ａの内壁に取り付けられてよい。また、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、例えばビス止めなどにより、流路５Ａの内壁に取り付けられてもよい。また、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、例えば流路５Ａの内壁に嵌合する部材を設けることにより、取り付けられてもよい。ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、例えば筒状部材５Ａの外側から給電されるようにしてよい。図１においては、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０に給電するための部材及び配線などは、図示を省略している。

ガスセンサ１０は、図１に示すように、ヒータ１２を有している。ヒータ１２は、ガスを加熱するヒータとしてよい。一実施形態において、ヒータ１２は、ガスセンサ１０によって検出されるガスを加熱するものとしてよい。以下、「ガスを加熱するヒータ」は、単に「ヒータ」とも記す。ヒータ１２は、ガスセンサ１０によって検出されるガスを加熱可能なものであれば、任意のものを採用してよい。例えば、ヒータ１２は、ガス検出装置１Ａがガスを検出するのに必要な温度まで、ガスセンサ１０の内部及び周囲に存在するガスを加熱してよい。ヒータ１２は、ガス検出装置１Ａがガスを検出するのに必要な温度として、例えば３０℃から３５０℃程度まで加熱する機能を有してよい。ヒータ１２の加熱機構は、既知の任意のものを採用してよい。

ヒータ１２は、ガスセンサ１０に内蔵されていてもよいし、ガスセンサ１０の外部に取り付けられてもよいし、ガスセンサ１０の近傍に取り付けられてもよい。ガスセンサ１０は、例えば、半導体式センサ、又は接触燃焼式センサなどとしてよい。ヒータ１２は、例えばガスセンサ１０から給電されるようにしてよい。また、ヒータ１２は、例えば筒状部材５Ａの外側から給電されるようにしてもよい。図１においては、ヒータ１２に給電するための部材及び配線などは、図示を省略している。

このように、ガスセンサ１０は、ガスを加熱するヒータ１２を１つ以上有してよい。本開示において、ガスセンサ１０のように、ガスを加熱するヒータ１２を有するガスセンサを、「第１タイプのガスセンサ」とも記す。

ガスセンサ２０は、図１に示すように、ヒータ１２を有していない。一実施形態において、ガスセンサ２０は、ガスセンサ１０によって検出されるガスを加熱するヒータを有さないものとしてよい。また、ガスセンサ２０は、ガスの温度及び又は周囲環境の温度などのような温度に影響を受けるタイプのものを含んでもよい。ガスセンサ２０は、例えば、電気化学式センサ、又は相対湿度センサ（静電容量型）などとしてよい。また、ガスセンサ２０は、例えば、上述した半導体式センサ、又は接触燃焼式センサなどのうち、ガスを加熱するヒータを有さないものとしてもよい。

このように、ガスセンサ２０は、（例えばヒータ１２のような）ガスを加熱するヒータを有さなくてよい。また、ガスセンサ２０は、温度の影響を受けるガスセンサを含んでもよい。本開示において、ガスセンサ２０のように、ガスを加熱するヒータを有さないガスセンサを、「第２タイプのガスセンサ」とも記す。第２タイプのガスセンサは、温度の影響を受けるガスセンサを含んでもよい。

図１に示すように、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、流路５Ａにおいてガスが流れる方向とほぼ平行に配置されてよい。図１において、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、流路５Ａにおいてガスが流れる方向であるＹ軸と平行な直線上に並べて配置されている。このように、一実施形態において、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、流路５Ａを形成する筒状部材５Ａの内側において、筒状部材５Ａの中心軸と平行な母線（直線）上に配置されてよい。一方、他の実施形態において、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、流路５Ａを形成する筒状部材５Ａの中心軸と平行な母線（直線）上に配置されていなくてもよい。また、流路５Ａを形成する筒状部材５Ａが屈曲した形状、又は曲線状である場合、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０は、当該屈曲又は曲線に合わせて、流路５Ａを形成する筒状部材５Ａの内側に配置されてよい。

このように、一実施形態に係るガス検出装置１Ａは、流路５Ａと、第１タイプのガスセンサ１０と、第２タイプのガスセンサ２０と、を備える。また、一実施形態に係るガス検出装置１Ａの流路５Ａにおいて、第１タイプのガスセンサ１０は、第２タイプのガスセンサ２０よりも上流に配置される。

一実施形態に係るガス検出装置１Ａによれば、流路５Ａにおいて上流側に配置されるガスセンサ１０のヒータ１２によって、ガスが一定の温度に加熱される。このため、ガス検出装置１Ａによれば、下流側のガスセンサ２０は、ガスを測定する環境の温度、及び／又は、ガスの温度の影響を受けにくくなる。したがって、下流側のガスセンサ２０は、ガス検出の出力（例えば電圧値など）の安定化が期待できる。また、一実施形態に係るガス検出装置１Ａによれば、ヒータ１２を有するガスセンサ１０を上流側に配置することで、ガスの加熱を安定させることができる。さらに、一実施形態に係るガス検出装置１Ａによれば、流路５Ａの上流側において、ガスの温度を効率良く上昇させることができる。このため、下流側のガスセンサ２０において、ガス検出の出力（例えば電圧値など）の安定性の向上が期待できる。

以下、他の実施形態について、いくつかの例を挙げて説明する。以下、図１に示したような、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０のような複数のガスセンサの直線的な一列の配置を、「センサアレイ」とも記す。また、以下、例えばガスセンサ１０及びガスセンサ２０を含むセンサアレイを、「センサアレイ（１０，２０）」のようにも記す。一実施形態において、センサアレイ（１０，２０）のようなセンサアレイは、図１に示したように、流路５Ａを形成する筒状部材５Ａの内側（例えば内壁）において、筒状部材５Ａの中心軸と平行な母線（直線）上に配置されてよい。後述のように、一実施形態において、センサアレイ（１０，２０）は、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０をそれぞれ２つ以上含んでもよい。

図１は、ガス検出装置１Ａの流路５Ａにおいてガスが左側から右側に（Ｙ軸の正方向に）流れる様子を示した。一方、図２は、ガス検出装置１Ｂの流路５Ｂにおいてガスが手前側から奥側に（Ｙ軸の正方向に）流れる様子を示す。すなわち、図２に示すガス検出装置１Ｂの流路５Ｂにおいて、手前側が上流であり、奥側が下流としてよい。

図２に示すガス検出装置１Ｂにおいて、流路５Ｂは、図１に示した流路５Ａと同様に構成されてよい。図２に示すガス検出装置１Ｂは、図１に示したようなセンサアレイを２つ備えている。すなわち、図２に示すガス検出装置１Ｂは、図１に示したガス検出装置１Ａと同様に、流路５Ｂを形成する筒状部材５Ｂの内側において、Ｚ軸の負方向側に、センサアレイ（１０，２０）を備えている。一方、図２に示すガス検出装置１Ｂは、流路５Ｂを形成する筒状部材５Ｂの内側において、Ｚ軸の正方向側にも、ガスセンサ１０’及びガスセンサ２０’を含むセンサアレイ（１０’，２０’）を備えている。ここで、ガスセンサ１０’は、ガスセンサ１０と同様に、ガスを加熱するヒータ１２を有してよい。一方、ガスセンサ２０’は、ガスセンサ２０と同様に、（例えばヒータ１２のような）ガスを加熱するヒータを有さなくてよい。

図２に示すガス検出装置１Ｂのセンサアレイ（１０，２０）において、上流側（Ｙ軸の負方向側）にガスセンサ１０が配置され、下流側（Ｙ軸の正方向側）にガスセンサ２０が配置される。同様に、図２に示すガス検出装置１Ｂのセンサアレイ（１０’，２０’）において、上流側（Ｙ軸の負方向側）にガスセンサ１０’が配置され、下流側（Ｙ軸の正方向側）にガスセンサ２０’が配置される。

図２に示すガス検出装置１Ｂのセンサアレイ（１０，２０）は、筒状部材５Ｂの内側において、１８０°の中心角の間隔で配置されている。ただし、ガス検出装置１Ｂにおいて、センサアレイ（１０，２０）が配置される中心角の間隔は、１８０°の角度に限定されない。例えば、一実施形態に係るガス検出装置１Ｂのセンサアレイ（１０，２０）は、筒状部材５Ｂの内側において、互いの近傍に並べて（例えばＹ軸方向に２列になるように）配置されてもよい。

このように、一実施形態に係るガス検出装置１Ｂは、流路５Ｂにおいて第１タイプのガスセンサ１０及び第２タイプのガスセンサ２０が一列に配置されたセンサアレイを備えてもよい。また、一実施形態に係るガス検出装置１Ｂの流路５Ｂにおいても、第１タイプのガスセンサ１０は、第２タイプのガスセンサ２０よりも上流に配置される。したがって、ガス検出装置１Ｂによっても、ガス検出装置１Ａと同様の効果を得ることができる。

図３は、図２に示したガス検出装置１Ｂの変形例を示す図である。図３に示す各種記号の意味は、図２と同様である。

図２に示したガス検出装置１Ｂは、２つのセンサアレイを備えていた。これに対し、図３に示したガス検出装置１Ｃは、３つのセンサアレイを備えている。

図３に示すように、ガス検出装置１Ｃは、流路５Ｂを形成する筒状部材５Ｃの内側において、３つ目のセンサアレイとして、ガスセンサ１０”及びガスセンサ２０”を含むセンサアレイ（１０”，２０”）を備えている。ここで、ガスセンサ１０”は、ガスセンサ１０と同様に、ガスを加熱するヒータ１２を有してよい。一方、ガスセンサ２０”は、ガスセンサ２０と同様に、（例えばヒータ１２のような）ガスを加熱するヒータを有さなくてよい。図３に示すガス検出装置１Ｃのセンサアレイ（１０”，２０”）において、上流側（Ｙ軸の負方向側）にガスセンサ１０”が配置され、下流側（Ｙ軸の正方向側）にガスセンサ２０”が配置される。

図３に示したガス検出装置１Ｃの３つのセンサアレイは、筒状部材５Ｃの内側において、６０°の中心角の間隔で３つ配置されている。ただし、ガス検出装置１Ｃにおいて、センサアレイが配置される中心角の間隔は、６０°の角度に限定されない。ガス検出装置１Ｃにおいて、センサアレイは、任意の中心角の間隔で配置されてよい。

このように、一実施形態に係るガス検出装置１Ｃにおいても、第１タイプのガスセンサ１０は、第２タイプのガスセンサ２０よりも上流に配置される。したがって、ガス検出装置１Ｃによっても、ガス検出装置１Ａ及びガス検出装置１Ｂと同様の効果を得ることができる。

図３に示すガス検出装置１Ｃは、センサアレイ（１０，２０）、センサアレイ（１０’，２０’）、及びセンサアレイ（１０”，２０”）のように、３つのセンサアレイを備えている。ただし、一実施形態に係るガス検出装置１は、３つよりも多いセンサアレイを備えてもよい。

図４は、図３に示したガス検出装置１Ｃの変形例を示す図である。図４に示す各種記号の意味は、図３と同様である。

図４に示すガス検出装置１Ｄは、図３に示したガス検出装置１Ｃにおいて、さらに３つのセンサアレイを追加したものである。図４に示すように、ガス検出装置１Ｄは、例えば、センサアレイ（１０，２０）とセンサアレイ（１０’，２０’）との間に、センサアレイ３０を備えてよい。また、ガス検出装置１Ｄは、例えば、センサアレイ（１０’，２０’）とセンサアレイ（１０”，２０”）との間に、センサアレイ３０’を備えてよい。さらに、ガス検出装置１Ｄは、例えば、センサアレイ（１０”，２０”）とセンサアレイ（１０，２０）との間に、センサアレイ３０”を備えてよい。以下、センサアレイ（１０，２０）、センサアレイ（１０’，２０’）、及びセンサアレイ（１０”，２０”）の少なくともいずれかを、単に「センサアレイ（１０，２０）など」と記す。また、センサアレイ３０、センサアレイ３０’、及びセンサアレイ３０”の少なくともいずれかを、単に「センサアレイ３０など」と記す。

上述したセンサアレイ（１０，２０）などは、いずれも、ガスを加熱するヒータを有するガスセンサ（例えばガスセンサ１０）及びガスを加熱するヒータを有さないガスセンサ（例えばガスセンサ２０）を備えていた。これに対し、センサアレイ３０などは、いずれも、（例えばヒータ１２のような）ガスを加熱するヒータを有さないガスセンサを含んでよい。すなわち、センサアレイ３０などにおいては、例えば図１に示したようなガスセンサ１０の位置に配置する（つまり上流側の）ガスセンサであっても、ガスを加熱するヒータを有さなくてよい。センサアレイ３０などにおいて、たとえ上流側に配置されるガスセンサがヒータを有さなくても、これらセンサアレイ３０などは、センサアレイ（１０，２０）などに挟まれるように配置される。したがって、センサアレイ３０などにおいては、例えば、図１に示したようなガスセンサ１０の位置にヒータを有さないガスセンサを配置しても、当該ガスセンサは、ヒータを有するガスセンサ１０に挟まれるように配置される。また、センサアレイ３０は、ガスセンサ２０のような温度の影響を受けるガスセンサを含んでもよい。

図４に示したガス検出装置１Ｄは、センサアレイ３０などを３つ備えている。ただし、ガス検出装置１Ｄが備えるセンサアレイ３０などは、３つに限定されず、それよりも多くしてもよいし、少なくしてもよい。

このように、一実施形態に係るガス検出装置１Ｄは、センサアレイ（１０，２０）などを複数備えてよい。この場合、複数のセンサアレイ（１０，２０）などのうち２つのセンサアレイの間において、ガスを加熱するヒータ１２を有さないガスセンサが少なくとも１つ配置されてもよい。一方、前述の場合、複数のセンサアレイ（１０，２０）などのうち２つのセンサアレイの間において、温度の影響を受けるガスセンサが少なくとも１つ配置されてもよい。また、一実施形態に係るガス検出装置１Ｄにおいても、第１タイプのガスセンサ１０は、第２タイプのガスセンサ２０よりも上流に配置される。したがって、ガス検出装置１Ｄによっても、ガス検出装置１Ｃなどと同様の効果を得ることができる。

図５は、図１に示したガス検出装置１Ａの変形例を示す図である。図５に示す各種記号の意味は、図１と同様である。

図５に示すガス検出装置１Ｅは、図１に示したガス検出装置１Ａにおいて、ガスセンサ２０を複数配置したものである。図５に示すように、ガス検出装置１Ｅにおいて、３つのガスセンサであるガスセンサ２０Ａ、ガスセンサ２０Ｂ、及びガスセンサ２０Ｃは一列に配置されている。ただし、ガス検出装置１Ｅにおいて、任意の複数のガスセンサ２０が配置されてもよい。

図６は、図５に示したガス検出装置１Ｅの変形例を示す図である。図６に示す各種記号の意味は、図５と同様である。

図６に示すガス検出装置１Ｆは、図５に示したガス検出装置１Ｅにおいて、ガスセンサ１０を複数配置したものである。図６に示すように、ガス検出装置１Ｆにおいて、３つのガスセンサである、ガスセンサ１０Ａ、ガスセンサ１０Ｂ、及びガスセンサ１０Ｃは、一列に配置されている。ただし、ガス検出装置１Ｆにおいて、任意の複数のガスセンサ１０が配置されてもよい。

また、図６に示すガス検出装置１Ｆは、図５に示したガス検出装置１Ｅと同様に、複数のガスセンサ２０を備えている。ただし、図６に示すガス検出装置１Ｆは、ガスセンサ２０を１つのみ備えてもよい。

図５に示すガス検出装置１Ｅ及び図６に示すガス検出装置１Ｆのように、第１タイプのガスセンサ１０及び第２タイプのガスセンサ２０の少なくとも一方は、複数のガスセンサを含んでもよい。

図５及び図６においては、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０を含むセンサアレイ（１０，２０）が１つのみ配置される例を示している。ただし、ガス検出装置１Ｅ及びガス検出装置１Ｆの少なくとも一方は、図２乃至図４に示したガス検出装置１Ｂ乃至１Ｄと同様に、２つ以上のセンサアレイを備えていてもよい。

図６に示すガス検出装置１Ｆにおける３つのガスセンサ１０は、それぞれヒータ１２を備えている。すなわち、ガスセンサ１０Ａはヒータ１２Ａを備え、ガスセンサ１０Ｂはヒータ１２Ｂを備え、ガスセンサ１０Ｃはヒータ１２Ｃを備えている。ただし、例えば、ガスセンサ１０Ａ、ガスセンサ１０Ｂ、及びガスセンサ１０Ｃがそれぞれ隣接しているなど近傍に配置されている場合、少なくとも１つのヒータ１２を省略してもよい。例えば、ガスセンサ１０Ａ、ガスセンサ１０Ｂ、及びガスセンサ１０Ｃが隣接して配置される場合、ガスセンサ１０Ｂのみがヒータ１２Ｂを備えてもよい。すなわち、この場合、ガスセンサ１０Ａはヒータ１２Ａを備えなくてもよく、ガスセンサ１０Ｃはヒータ１２Ｃを備えなくてもよい。

図６においては、ガスセンサ１０Ａ、ガスセンサ１０Ｂ、及びガスセンサ１０Ｃは、Ｙ軸に平行に配置されている。このような配置において、上述のように、複数のガスセンサ１０においてヒータ１２を共有してもよい。一方、例えば、図６に示すガス検出装置１Ｆの流路５Ｆにおいて、Ｙ軸と垂直な方向に（例えば流路５Ｆの内壁に沿って）複数のガスセンサ１０を配置してもよい。このような配置において、上述のように、複数のガスセンサ１０においてヒータ１２を共有してもよい。

このように、一実施形態に係るガス検出装置１Ｆの第１タイプのガスセンサ１０において、ガスを加熱するヒータ１２の１つは、複数のガスセンサによって共有されてもよい。このように、複数のガスセンサ１０においてヒータ１２を共有するようにすれば、消費電力を低減し得る。

次に、上述の各実施形態とは異なる構成の実施形態について、いくつかの例を挙げて説明する。以下、上述した実施形態と同一又は類似となる説明は、適宜、簡略化又は省略する。

図７は、上述した実施形態とは異なる構成の実施形態に係るガス検出装置の一例を示す図である。

図７に示すように、一実施形態に係るガス検出装置２Ａは、板状部材７Ａ及び９Ａによって構成される流路と、ガスセンサ１０と、ガスセンサ２０とを備えている。以下、板状部材７Ａ及び９Ａによって構成される流路を、単に「流路（７Ａ，９Ａ）」のようにも記す。

図７に示すように、ガス検出装置２Ａは、手前側にガスの流入口を有し、奥側にガスの流出口を有する。すなわち、図７に示すガス検出装置２Ａは、流入口から流出口に向けて（図に示すＹ軸の正方向に）流路（７Ａ，９Ａ）を流れるガスを検出する。図７では、流路（７Ａ，９Ａ）は、左右の両端部分を解放させて示している。ただし、流路（７Ａ，９Ａ）は、左右の両端部分が閉じられていてもよい。

流路（７Ａ，９Ａ）を形成する板状部材７Ａ及び９Ａは、ガスが所定方向に流れる流路を形成する例えば薄型の板状の部材としてよい。ここで、板状部材７Ａ及び９Ａは、各種の素材で構成してよい。例えば、板状部材７Ａ及び９Ａは、アルミニウム、銅若しくはチタンなどの金属、セラミックス、ガラス、フッ素樹脂若しくはシリコーン樹脂などの樹脂、又はガラスエポキシ樹脂などからなる一般的な電気回路基板などで構成してもよい。上述した実施形態と同様に、ガス検出装置２Ａも、ガスセンサを備え、当該ガスセンサの少なくとも１つはヒータを備える。したがって、流路（７Ａ，９Ａ）を形成する板状部材７Ａ及び９Ａは、流路（７Ａ，９Ａ）に流入されたガスがヒータによって加熱されても、変形などしない素材で構成してよい。このように、一実施形態に係るガス検出装置２Ａにおいて、流路（７Ａ，９Ａ）は、対向する２面の間において形成されてもよい。

図７では、板状部材７Ａ及び９Ａは、互いに平行な２面として示している。ただし、板状部材７Ａ及び９Ａは、必ずしも互いに平行でなくてもよい。

また、図７において、板状部材７Ａ及び９Ａは、それぞれ平面状に延在している。一方、板状部材７Ａ及び９Ａの少なくとも一方の形状は、必ずしも平面状に延在するものに限定されない。一実施形態において、板状部材７Ａ及び９Ａの少なくとも一方は、屈曲した形状としてもよいし、曲面状に延在してもよい。板状部材７Ａ及び９Ａの少なくとも一方は、例えばガス検出装置２Ａが設置される態様、及び／又は、ガス検出装置２Ａによるガスの検出に求められる仕様等に応じて、各種の形状としてよい。

図７に示すように、一実施形態に係るガス検出装置２Ａにおいて、流路（７Ａ，９Ａ）の内側には、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０が取り付けられる。一実施形態において、図７に示すように、ガスセンサ１０は、ガスセンサ２０よりも上流側に配置する。すなわち、一実施形態において、図７に示すように、ガスセンサ２０は、ガスセンサ１０よりも下流側に配置する。

ガスセンサ１０は、図７に示すように、ヒータ１２を有している。ヒータ１２は、ガスを加熱するヒータとしてよい。一実施形態において、ガスセンサ１０は、ガスを加熱するヒータ１２を有する第１タイプのガスセンサとしてよい。

ガスセンサ２０は、図７に示すように、ヒータ１２を有していない。一実施形態において、ガスセンサ２０は、ガスを加熱するヒータを有さない第２タイプのガスセンサとしてよい。また、第２タイプのガスセンサは、温度の影響を受けるガスセンサを含んでもよい。

このように、一実施形態に係るガス検出装置２Ａは、流路（７Ａ，９Ａ）と、第１タイプのガスセンサ１０と、第２タイプのガスセンサ２０と、を備える。また、一実施形態に係るガス検出装置２Ａの流路（７Ａ，９Ａ）において、第１タイプのガスセンサ１０は、第２タイプのガスセンサ２０よりも上流に配置される。したがって、ガス検出装置２Ａによっても、ガス検出装置１Ａなどと同様の効果を得ることができる。

図７は、ガス検出装置２Ａにおいて、板状部材７Ａに配置されたガスセンサ１０及びガスセンサ２０の上面と、板状部材９Ａとが、離れた状態の例を示している。ただし、一実施形態に係るガス検出装置２Ａにおいて、板状部材７Ａに配置されたガスセンサ１０及びガスセンサ２０の上面と、板状部材９Ａとを接触させてもよいし、接着などしてもよい。この場合であっても、例えばガスセンサ１０及びガスセンサ２０の右側方及び左側方において、ガスの流路は確保される。

図８は、ガス検出装置２Ｂの流路（７Ａ，９Ａ）においても、ガスが手前側から奥側に（Ｙ軸の正方向に）流れる様子を示す。すなわち、図８に示すガス検出装置２Ｂの流路（７Ａ，９Ａ）において、手前側が上流であり、奥側が下流としてよい。

図８に示すガス検出装置２Ｂにおいて、板状部材７Ｂは、図７に示した板状部材７Ａと同様の構成としてよい。一方、図８に示すガス検出装置２Ｂにおいて、板状部材９Ｂも、図７に示した板状部材７Ａと同様の構成としてよい。図８に示すように、ガス検出装置２Ｂにおいて、板状部材７Ｂと、板状部材９Ｂとは、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０の配置された面を対向させてよい。図８に示すガス検出装置２Ｂの板状部材７Ｂは、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０を含むセンサアレイ（１０，２０）を備えている。また、図８に示すガス検出装置２Ｂの板状部材９Ｂは、ガスセンサ１０’及びガスセンサ２０’を含むセンサアレイ（１０’，２０’）を備えている。

図８に示すガス検出装置２Ｂによっても、ガス検出装置２Ａと同様の効果を得ることができる。

図８は、ガス検出装置２Ｂにおいて、板状部材７Ｂに配置されたガスセンサ１０及びガスセンサ２０の上面と、板状部材９Ｂに配置されたガスセンサ１０’及びガスセンサ２０’の下面とが、離れた状態の例を示している。ただし、一実施形態に係るガス検出装置２Ｂにおいて、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０の上面と、ガスセンサ１０’及びガスセンサ２０’の下面とを、接触させてもよいし、接着などしてもよい。この場合であっても、例えば、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０の、右側方及び左側方において、ガスの流路は確保される。したがって、ガス検出装置２Ｂによっても、ガス検出装置１Ａと同様の効果を得ることができる。

図９は、図７に示したガス検出装置２Ａの変形例を示す図である。図９に示す各種記号の意味は、図７と同様である。

図７に示したガス検出装置２Ａは、センサアレイを１つのみ備えていた。これに対し、図９に示したガス検出装置２Ｃは、３つのセンサアレイを備えてよい。

図９に示すように、ガス検出装置２Ｃの板状部材７Ｃは、図７に示した板状部材７Ａと同様に、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０を含むセンサアレイ（１０，２０）を備えている。また、図９に示すように、ガス検出装置２Ｃの板状部材７Ｃは、ガスセンサ１０’及びガスセンサ２０’を含むセンサアレイ（１０’，２０’）を備えている。さらに、図９に示すように、ガス検出装置２Ｃの板状部材７Ｃは、ガスセンサ１０”及びガスセンサ２０”を含むセンサアレイ（１０”，２０”）を備えている。

このような構成においても、図９に示すように、センサアレイ（１０，２０）とセンサアレイ（１０’，２０’）との間、及び、センサアレイ（１０，２０）とセンサアレイ（１０”，２０”）との間の少なくとも一方において、ガスの流路は確保される。したがって、ガス検出装置２Ｃによっても、ガス検出装置１Ａなどと同様の効果を得ることができる。

図９は、ガス検出装置２Ｃが３つのセンサアレイを備える例を示している。ただし、一実施形態に係るガス検出装置２Ｃは、２つのセンサアレイを備えるようにしてもよいし、３つより多くのセンサアレイを備えるようにしてもよい。

また、図９は、ガス検出装置２Ｃにおいて、板状部材７Ｃに配置されたセンサアレイ（１０，２０）などの上面と、板状部材９Ｃとが、離れた状態の例を示している。ただし、一実施形態に係るガス検出装置２Ｃにおいて、板状部材７Ｃに配置されたセンサアレイ（１０，２０）などの上面と、板状部材９Ｃとを接触させてもよいし、接着などしてもよい。この場合であっても、センサアレイ（１０，２０）とセンサアレイ（１０’，２０’）との間、及び、センサアレイ（１０，２０）とセンサアレイ（１０”，２０”）との間の少なくとも一方において、ガスの流路は確保される。

また、図９に示すガス検出装置２Ｃにおいて、板状部材９Ｃも、板状部材７Ｃと同様の構成としてよい。すなわち、図９に示すガス検出装置２Ｃは、板状部材９Ｃ上においても、センサアレイ（１０，２０）などを備えてもよい。この場合、ガス検出装置２Ｃにおいて、板状部材７Ｃと、板状部材９Ｃとは、センサアレイ（１０，２０）などの配置された面を対向させてよい。また、この場合、板状部材７Ｃに配置されたセンサアレイ（１０，２０）などの上面と、板状部材９Ｃに配置されたセンサアレイ（１０，２０）などの下面とは、離れていてもよいし、接触させてもよいし、接着などしてもよい。

図１０は、図９に示したガス検出装置２Ｃの変形例を示す図である。図１０に示す各種記号の意味は、図７と同様である。

図１０に示すガス検出装置２Ｄは、図９に示したガス検出装置２Ｃと同様に、３つのセンサアレイを備えてよい。一方、図１０に示すガス検出装置２Ｄは、図９に示したガス検出装置２Ｃとは異なるセンサアレイを配置してよい。

図１０に示すように、ガス検出装置２Ｄの板状部材７Ｄは、ガスセンサ１０及びガスセンサ２０を含むセンサアレイ（１０，２０）を備えている。また、図１０に示すように、ガス検出装置２Ｄの板状部材７Ｄは、ガスセンサ１０’及びガスセンサ２０’を含むセンサアレイ（１０’，２０’）を備えている。さらに、図１０に示すように、ガス検出装置２Ｄの板状部材７Ｄは、センサアレイ（１０，２０）とセンサアレイ（１０’，２０’）との間に、センサアレイ３０を備えてよい。

ここで、図１０に示すガス検出装置２Ｄは、図４に示したガス検出装置１Ｄと同様の原理に基づくものである。したがって、図１０に示すガス検出装置２Ｄのセンサアレイ３０は、図４に示したガス検出装置１Ｄのセンサアレイ３０と同様の構成としてよい。すなわち、センサアレイ３０においては、例えば図１に示したようなガスセンサ１０の位置に配置する（つまり上流側の）ガスセンサであっても、ガスを加熱するヒータを有さなくてよい。センサアレイ３０において、たとえ上流側に配置されるガスセンサがヒータを有さなくても、センサアレイ３０は、センサアレイ（１０，２０）などに挟まれるように配置される。したがって、センサアレイ３０においては、例えば図１に示したようなガスセンサ１０の位置にヒータを有さないガスセンサを配置しても、当該ガスセンサは、ヒータを有するガスセンサ１０に挟まれるように配置される。また、センサアレイ３０は、ガスセンサ２０のような温度の影響を受けるガスセンサを含んでもよい。

図１０に示すガス検出装置２Ｄのような構成においても、図４と同様の原理によって、ガス検出装置１Ｄと同様の効果を得ることができる。また、図１０に示すガス検出装置２Ｄのような構成においても、センサアレイ（１０，２０）とセンサアレイ３０との間、及び、センサアレイ３０とセンサアレイ（１０’，２０’）との間の少なくとも一方において、ガスの流路は確保される。したがって、ガス検出装置２Ｄによっても、図９に示したガス検出装置２Ｃなどと同様の効果を得ることができる。

図１０は、ガス検出装置２Ｄが３つのセンサアレイを備える例を示している。ただし、一実施形態に係るガス検出装置２Ｄは、２つのセンサアレイを備えるようにしてもよいし、３つより多くのセンサアレイを備えるようにしてもよい。

また、図１０は、ガス検出装置２Ｄにおいて、板状部材７Ｄに配置されたセンサアレイ（１０，２０）などの上面と、板状部材９Ｄとが、離れた状態の例を示している。ただし、一実施形態に係るガス検出装置２Ｄにおいて、板状部材７Ｄに配置されたセンサアレイ（１０，２０）などの上面と、板状部材９Ｄとを、接触させてもよいし、接着などしてもよい。この場合であっても、センサアレイ３０とセンサアレイ（１０，２０）との間、及び、センサアレイ３０とセンサアレイ（１０’，２０’）との間の少なくとも一方において、ガスの流路は確保される。

また、図１０に示すガス検出装置２Ｄにおいて、板状部材９Ｄも、板状部材７Ｄと同様の構成としてよい。すなわち、図１０に示すガス検出装置２Ｄは、板状部材９Ｄ上においても、センサアレイ（１０，２０）及び／又はセンサアレイ３０などを備えてもよい。この場合、ガス検出装置２Ｄにおいて、板状部材７Ｄと、板状部材９Ｄとは、センサアレイ（１０，２０）などの配置された面を対向させてよい。また、この場合、板状部材７Ｄに配置されたセンサアレイ（１０，２０）などの上面と、板状部材９Ｄに配置されたセンサアレイ（１０，２０）などの下面とは、離れていてもよいし、接触させてもよいし、接着などしてもよい。

また、図１１及び図１２に示すように、ガス検出装置１Ｇは、ガスの流路５Ｇを覆う収容室４Ｇ内に、流路５Ｇと、第１タイプの１つ以上のガスセンサ（１０、１０’、１０”）と、第２タイプの１つ以上のガスセンサ（２０、２０’、２０”）とを収容してもよい。つまり、一実施形態に係るガス検出装置１Ｇにおいて、流路５Ｇの周囲に複数のガスセンサを配置させ、ガスセンサのそれぞれにガスを流入させるようにして、ガスの検出ができるように構成してもよい。そして、検出装置１Ｇにおいて、流路５Ｇにおいて第１タイプのガスセンサ（１０、１０’、１０”）を第２タイプのガスセンサ（２０、２０’、２０”）よりも上流に位置させるようにしてもよい。このような構成にすれば、ガス検出装置の小型化及び省ガス化を図ることができる。

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。

１，２ ガス検出装置
５ 流路を形成するチューブ状部材
４Ｇ 収容室
７，９ 流路を形成する板状部材
１０ 第１タイプのガスセンサ
１２ ヒータ
２０ 第２タイプのガスセンサ
３０ ガスセンサ（センサアレイ）

Claims (11)

1. ガスがポンプによって所定方向に流される流路と、
   ガスを加熱するヒータを有する第１タイプの１つ以上のガスセンサと、
   ガスを加熱するヒータを有さない第２タイプの１つ以上のガスセンサと、を備え、
   前記流路において、前記第１タイプのガスセンサが、前記第２タイプのガスセンサよりも、前記ポンプによるガス流の上流に位置している、ガス検出装置。
2. 前記第１タイプのガスセンサ及び前記第２タイプのガスセンサの少なくとも一方は、複数のガスセンサを含む、請求項１に記載のガス検出装置。
3. 前記第２タイプのガスセンサは温度の影響を受けるガスセンサを含む、請求項１又は２に記載のガス検出装置。
4. 前記第１タイプのガスセンサにおいて、前記ヒータの１つが複数のガスセンサによって共有される、請求項１から３のいずれかに記載のガス検出装置。
5. 前記流路において前記第１タイプのガスセンサ及び前記第２タイプのガスセンサが一列に配置されたセンサアレイを備える、請求項１から４のいずれかに記載のガス検出装置。
6. 前記センサアレイを複数備え、
   前記複数のセンサアレイのうち２つのセンサアレイの間において、前記第２タイプのガスセンサが少なくとも１つ配置される、請求項５に記載のガス検出装置。
7. 前記センサアレイを複数備え、
   前記複数のセンサアレイのうち２つのセンサアレイの間において、温度の影響を受けるガスセンサが少なくとも１つ配置される、請求項５又は６に記載のガス検出装置。
8. 前記流路は筒状に形成される、請求項１から７のいずれかに記載のガス検出装置。
9. 前記流路は対向する２面の間において形成される、請求項１から７のいずれかに記載のガス検出装置。
10. 前記流路の周囲に前記第１タイプのガスセンサ及び前記第２タイプのガスセンサが位置している、請求項１から７のいずれかに記載のガス検出装置。
11. 前記流路において、前記第１タイプのガスセンサは、前記第２タイプのガスセンサとほぼ同じ高さに配置される、請求項１に記載のガス検出装置。

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