JPH10197383A

JPH10197383A - 安全確認型ガス漏洩検知装置

Info

Publication number: JPH10197383A
Application number: JP35893896A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Akiyama; 重之秋山; Masahiko Fujiwara; 雅彦藤原; Naohito Shimizu; 直仁清水; Tetsuo Shimizu; 哲夫清水; Michiyuki Harada; 宙幸原田
Original assignee: Horiba Ltd; Mitsubishi Corp; Stec KK
Current assignee: Horiba Ltd; Mitsubishi Corp; Stec KK
Priority date: 1996-12-28
Filing date: 1996-12-28
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】必要に応じて、いつでも簡単にガス検知セン
サを感度校正できるようにした、信頼性の高いたガス漏
洩検知装置を提供すること。【解決手段】監視領域１と連通するように接続された
通気路２にガス検知センサ６を設け、検知対象ガスの監
視領域１における存在をガス検知センサ６によって検出
するように構成されたガス漏洩検知装置において、前記
通気路２のガス検知センサ６の上流側に、ガス検知セン
サ６の感度校正に用いるガス発生手段１６を流路切り換
え手段１３，１７を介して通気路２に対して並列的に設
け、必要に応じてガス検知センサ６の検出感度が正常で
あるか否かのチェックを行うかまたは感度校正を実施で
きるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、安全確認型ガス
漏洩検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工場の現場においては、水素
（Ｈ₂）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、メタノール（ＣＨ₃
ＯＨ）などの爆発するおそれがある危険物ガス、塩化水
素（ＨＣｌ）や硫化水素（Ｈ₂Ｓ）のような人体に有害
な毒性ガス、シラン（ＳｉＨ₄）やホスフィン（Ｐ
Ｈ₃）のように自然発火したり、三塩化砒素（ＡｓＣｌ
₃）のように加水分解して有害な成分となる危険なガス
（以下、これらを総称して単に有害ガスという）などが
用いられる。これらの有害ガスは、それらをそれぞれ収
容したガスボンベをボンベ庫に保管し、配管によってク
リーンルームや実験室などに供給するのが一般的であ
る。その場合、配管などにおいて有害ガスが漏洩しない
ように構成するとともに、ボンベ庫やクリーンルームあ
るいは実験室などの監視領域と連通するように接続され
た通気路にガス検知センサを設け、検知対象ガス（成分
ガス）の監視領域における存在を検知センサによって検
出するように構成された安全確認型ガス漏洩検知装置を
設け、ガス漏れが生じた場合これを即座に検知できるよ
うにしている。

【０００３】図５は、従来の安全確認型ガス漏洩検知装
置の構成を概略的に示すもので、この図において、１は
監視領域、２は監視領域１と連通するように接続された
通気路である。この通気路２には、その上流側（監視領
域１に近い側）から順に、フィルタ３、ニードル弁４、
一定流量で吸引するサンプリングポンプ５、ガス検知セ
ンサ６、流量計７が設けられている。

【０００４】ところで、上記ガス検知センサ６は、監視
領域１を連続監視するものであるが、長期間の使用によ
り感度劣化などが生じることがあるので、わが国におい
ては、６ヵ月に１回以上の頻度で、その感度チェックを
行うことが義務づけられている。

【０００５】そして、前記感度チェックをメーカーが行
っているが、従来においては、感度校正用ガスあるいは
校正用模擬ガス（代用ガス）を詰めたガスボンベを、安
全確認型ガス漏洩検知装置の設置されている現場に持ち
込み、ガスボンベを通気路２の例えばフィルタ３とニー
ドル弁４との間の点８に三方電磁弁（図示してない）を
介して接続し、所定の手順でチェックを行うようにして
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
手法においては、最低６ヵ月に一度定期的に行われるチ
ェックの都度、所定のガスボンベを装置の設置現場に持
ち込む必要があるとともに、定期的なチェック時とは別
に任意に感度チェックを行うことは容易ではなかった。
また、定期的なチェックを行った後にガス検知センサ６
が何らかの原因で急に感度劣化しても、これを即座にチ
ェックすることができないため、ガス漏れ検出を確実に
行えなくなるといった事態を招来するおそれもあった。

【０００７】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、必要に応じて、いつでも簡単に
ガス検知センサを感度校正できるようにした、信頼性の
高い安全確認型ガス漏洩検知装置を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、監視領域と連通するように接続され
た通気路にガス検知センサを設け、検知対象ガスの監視
領域における存在をガス検知センサによって検出するよ
うに構成された安全確認型ガス漏洩検知装置において、
前記通気路のガス検知センサの上流側に、ガス検知セン
サの感度校正に用いるガス発生手段を流路切り換え手段
を介して通気路に対して並列的に設け、必要に応じてガ
ス検知センサの検出感度が正常であるか否かのチェック
を行うかまたは感度校正を実施できるようにしている。

【０００９】上記安全確認型ガス漏洩検知装置において
は、それ自体の通気路に、ガス検知センサの感度校正に
用いるガス発生手段を備えているので、ガス検知センサ
の感度チェックを任意に行うことができ、ガス検知セン
サの信頼性、延いては、安全確認型ガス漏洩検知装置の
信頼性を向上させることができる。

【００１０】そして、上記安全確認型ガス漏洩検知装置
において、通気路のガス発生手段の上流側に、検知対象
ガスを除去するためのスクラバーを流路切り換え手段を
介して通気路に対して並列的に設け、必要に応じてスク
ラバーにおいて発生するゼロガスを導入することによ
り、監視領域の検知対象ガスであることを判定するとと
もに、ガス検知センサをゼロ点を校正できるようにして
もよい。

【００１１】このように構成した安全確認型ガス漏洩検
知装置においては、監視領域の検知対象ガスであること
を判定することができるとともに、ゼロ点のチェックを
も行うことができるので、安全確認型ガス漏洩検知装置
の信頼性をより向上させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施例
を、図を参照しながら説明する。

【００１３】図１は、この発明の安全確認型ガス漏洩検
知装置の構成の一例を概略的に示すもので、この図にお
いて、図５に示した符号と同一符号は同一物であるの
で、その詳細な説明は省略するが、この実施例では、監
視領域１に例えばシラン（成分ガス）を収容したガスボ
ンベが設けられており、したがって、ガス検知センサ６
としては、シランなどの水素化物を検出する例えば定電
位電解式のものが用いられる。

【００１４】図１において、９は通気路２のフィルタ３
よりも下流側に介装される流路切り換え手段としての三
方電磁弁（以下、第１電磁弁という）で、例えば、非通
電時（オフ時）にはポート９ａと９ｂとが連通し、通電
時（オン時）にはポート９ａと９ｃとが連通するように
構成されており、ポート９ａが通気路２の上流側に、ポ
ート９ｂが通気路２の下流側にそれぞれ接続されてい
る。

【００１５】１０は一端が第１電磁弁９のポート９ｃに
接続され、他端が通気路２の第１電磁弁９よりも下流側
の点１１に接続された並列流路で、この並列流路１０に
は成分ガスを除去したゼロガスを発生するためのスクラ
バー１２が設けられており、この実施例においては、ス
クラバー１２には、ＣｕＯ、ＣｕＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃など
が充填されている。

【００１６】１３は通気路２における接続点１１よりも
下流側に介装される流路切り換え手段としての三方電磁
弁（以下、第２電磁弁という）で、例えば、非通電時
（オフ時）にはポート１３ａと１３ｂとが連通し、通電
時（オン時）にはポート１３ａと１３ｃとが連通するよ
うに構成されており、ポート１３ａが通気路２の上流側
に、ポート１３ｂが通気路２の下流側にそれぞれ接続さ
れている。

【００１７】１４は一端が第２電磁弁１３のポート１３
ｃに接続され、他端が通気路２の第１電磁弁１３とニー
ドル弁４との間の点１５に接続された並列流路で、この
並列流路１４にはガス検知センサ６の感度校正に用いる
ガス発生手段としての校正ガス発生器１６と、開閉弁と
しての常閉型の二方電磁弁（以下、第３電磁弁という）
１７がこの順に直列的に設けられている。

【００１８】前記校正ガス発生器１６は、例えば、その
チャンバ内部に通気性のチューブを設け、このチューブ
内に液体または気体の所定濃度のガスを封じ切りで収容
し、校正が行われるまでの待機期間中に所望の校正ガス
が発生されるようにしたものが用いられる。

【００１９】次に、上述のように構成された安全確認型
ガス漏洩検知装置の動作について説明する。この安全確
認型ガス漏洩検知装置の動作モードとしては、検知対象
ガス検知モード、ゼロ点チェックモード、感度チェック
モード、ゼロ点および感度チェックモードなどがあり、
これらの動作モードは、第１〜第３電磁弁９，１３，１
７をオンまたはオフすることにより選定することがで
き、下記表１に動作モードと第１〜第３電磁弁９，１
３，１７のオンオフ状態との関係を示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】（１）検知対象ガス検知モードこのモードは、監視領域１においてガス漏れの有無を検
知するモードで、表１のＮｏ．１に示すように、第１〜
第３電磁弁９，１３，１７を全てオフにする。これによ
って、第１電磁弁９においてはポート９ａ，９ｂ間が連
通し、第２電磁弁１３においてはポート１３ａ，１３ｂ
間が連通し、第３電磁弁１７が閉じた状態となる。この
状態で、ニードル弁４を所定の状態に開くとともに、吸
引ポンプ５を動作させることにより、監視領域１におけ
るガス（空気）が通気路２を経てガス検知センサ６にサ
ンプルガスとして供給される。監視領域１において成分
ガスとしてのシランが漏れてないときは、ガス検知セン
サ６から信号が出力されることはないが、シランが漏れ
ているときは、何らかの信号が出力され、これによっ
て、成分ガスの漏洩を検知できる。

【００２２】（２）ゼロ点チェックモードこのモードは、ゼロガスをガス検知センサ６に供給した
とき、ゼロ点を指示するかを確認するモードで、表１の
Ｎｏ．２に示すように、第１電磁弁１をオン、第２電磁
弁１３および第３電磁弁１７をオフにする。これによっ
て、第１電磁弁９においてはポート９ａ，９ｃ間が連通
し、第２電磁弁１３においてはポート１３ａ，１３ｂ間
が連通し、第３電磁弁１７が閉じた状態となる。この状
態で、ニードル弁４を所定の状態に開くとともに、吸引
ポンプ５を動作させることにより、監視領域１における
ガス（空気）が通気路２を経てスクラバー１２に入る。
そして、スクラバー１２からは成分ガスを含まないゼロ
ガスが出力され、このゼロガスがガス検知センサ６に供
給される。このとき、ガス検知センサ６の指示が正しく
ゼロを示せば、ガス検知センサ６のゼロ点は正しく、ゼ
ロを示さなければ、ガス検知センサ６のゼロ点に狂いが
生じていると判断でき、ゼロ点調整を行うか、他のゼロ
点調整を行ったガス検知センサと取り替える。

【００２３】（３）感度チェックモードこのモードは、所定濃度の校正ガスをガス検知センサ６
に供給したとき、正しくその濃度値を表示するかを確認
するモードで、前記検知対象ガス検知モードと同時に行
う手法と、ゼロ点チェックモードと同時に行う手法とが
ある。

【００２４】まず、検知対象ガス検知モードと同時に行
う感度チェックの手法は、表１のＮｏ．３に示すよう
に、第１電磁弁９をオフ、第２電磁弁１３および第３電
磁弁１７をオフにする。これによって、第１電磁弁９に
おいてはポート９ａ，９ｂ間が連通し、第２電磁弁１３
においてはポート１３ａ，１３ｃ間が連通し、第３電磁
弁１７が開いた状態となる。この状態で、ニードル弁４
を所定の状態に開くとともに、吸引ポンプ５を動作させ
ることにより、監視領域１におけるガス（空気）が通気
路２を経て校正ガス発生供給１６に入る。この校正ガス
発生供給１６においては、感度チェックまでの待機期間
中に、所定濃度の校正ガス（この場合、シラン）が生じ
ている。したがって、この校正ガスが前記ガスととも
に、ガス検知センサ６検知センサ６に供給される。この
とき、ガス検知センサ６の指示値が少なくとも前記校正
ガスの濃度値以上の値を示せば、ガス検知センサ６の感
度は正常であり、前記指示値が前記濃度よりも小さい値
を示せば、感度低下が生じていると判断でき、感度調整
を行うか、他の感度調整を行ったガス検知センサと取り
替える。

【００２５】次に、ゼロ点チェックモードと同時に行う
感度チェックの手法は、表１のＮｏ．４に示すように、
第１〜第３電磁弁９，１３，１７を全てオンにする。こ
れによって、第１電磁弁９においてはポート９ａ，９ｃ
間が連通し、第２電磁弁１３においてはポート１３ａ，
１３ｃ間が連通し、第３電磁弁１７が開いた状態とな
る。この状態で、ニードル弁４を所定の状態に開くとと
もに、吸引ポンプ５を動作させることにより、監視領域
１におけるガス（空気）が通気路２を経てスクラバー１
２に入る。そして、スクラバー１２からは検出対象成分
を含まないゼロガスが出力され、このゼロガスは校正ガ
ス発生供給１６に入る。この校正ガス発生供給１６にお
いては、感度チェックまでの待機期間中に、所定濃度の
校正ガス（この場合、シラン）が生じている。したがっ
て、この校正ガスが前記ゼロガスとともに、ガス検知セ
ンサ６に供給される。このとき、ガス検知センサ６の指
示値が少なくとも前記校正ガスの濃度値以上の値を示せ
ば、ガス検知センサ６の感度は正常であり、前記指示値
が前記濃度よりも小さい値を示せば、感度低下が生じて
いると判断でき、感度調整を行うか、他の感度調整を行
ったガス検知センサと取り替える。

【００２６】上述の実施例における安全確認型ガス漏洩
検知装置においては、監視領域１とガス検知センサ６と
を結ぶ通気路２の途中に、流路１０，１４をこの順で通
気路２とそれぞれ並列に接続し、それぞれの流路１０，
１４にスクラバー１２、校正ガス発生器１６を設けてい
るとともに、監視領域１からガス（空気）を吸引するよ
うにしているので、必要に応じて、ガス検知センサ６の
ゼロ点校正や感度チェックを行うことができる。

【００２７】なお、上記（１）〜（４）の各モードにお
いては、吸引ポンプ６による吸引量が常に一定になるよ
うにするのが好ましい。

【００２８】そして、上述の実施例においては、感度チ
ェックを行う際、シランを校正ガスとして用いている
が、これに代えて、低濃度において取り扱いが容易で比
較的安全な校正用模擬ガス〔オゾン（Ｏ₃）や塩化水素
（ＨＣｌ）など〕を用いるようにしてもよい。

【００２９】また、第１〜第３電磁弁９，１３，１７
は、上述したものに限られるものではなく、種々のタイ
プのものを用いてもよい。

【００３０】ところで、校正ガスまたは校正用模擬ガス
の発生方法は、校正ガスの種類、成分ガスの物性によ
り、図２〜図４に示すように、種々の形態を採用するこ
とができる。

【００３１】すなわち、図２に示す実施例においては、
図１における校正ガス発生器１６に代えて、流路１４の
適宜箇所に小さいチャンバー１８を設け、このチャンバ
ー１８内に一端を支点１９とするレバー２０を設けると
ともに、所定の校正ガスを収容したガス缶２１のガス出
口としてのノズル２２の上端をレバー２０の中間点に当
接するようにチャンバー１８内に挿入し、さらに、ソレ
ノイドバルブ２３に連結された押圧部２４をレバー２４
の他端に当接させるようにして設けている。

【００３２】そして、感度チェック時においては、ソレ
ノイドバルブ２３に通電を行うことにより、レバー２０
を下方に押し下げ、ノズル２２から校正ガスをチャンバ
ー１８内に噴出させ、第２電磁弁１３に連なる流路１４
ａ側から流れてくるガスによって、第３電磁弁１７に連
なる流路１４ｂ方向に導出させるのである。

【００３３】この実施例で用いることができるガス種と
しては、例えばアンモニア（ＮＨ₃、ノルマルブタン
（ｎ−Ｃ₄Ｈ₁₀）などの気化性ガスや、ＣＯ、ＣＯ₂、
ＳＯ₂などの無機ガスや、ＣＨ₄、Ｃ₃Ｈ₈、フロンな
どの有機ガスがある。

【００３４】次に、気化蒸発法によって校正ガスを発生
させる方法について説明すると、図３に示すように、図
１における校正ガス発生器１６に代えて、流路１４の適
宜箇所に小さいチャンバー２５を設けるとともに、この
チャンバー２５の近傍に、気化して校正ガスとなる液体
校正物質２６を収容したリザーバタンク２７をヒータ２
８によって加熱できるように設け、さらに、リザーバタ
ンク２７の口部２９にフェルトなど適宜の材料よりなる
含浸材３０を充填し、口部２９の先端部２９ａをチャン
バー２５内に挿入させる。

【００３５】そして、感度チェック時においては、ヒー
タ２８に通電を行うことにより、ヒータ２８を発熱させ
て、液体校正物質２６を気化し、これによって発生した
校正ガスを含浸材３０を介してチャンバー２５内に送り
込み、第２電磁弁１３に連なる流路１４ａ側から流れて
くるガスによって、第３電磁弁１７に連なる流路１４ｂ
方向に導出させるのである。なお、これに用いられる高
温度で揮発性ガスを生成する固体または液体校正物質２
６としては、例えばキシレン〔Ｃ₆Ｈ₄（ＣＨ₃）₂、
沸点１３９．３℃〕、トルエン〔Ｃ₆Ｈ₅ＣＨ₃、沸点
１１０．８℃〕、ナフタレン〔Ｃ₁₀Ｈ₈、沸点２１７
℃〕などがある。また、前記含浸材３０は、ヒータ２８
の非通電時においては、流路１４ａ側から流れてくるガ
スがリザーバタンク２７内に流れ込むのを防いだり、ダ
ストがリザーバタンク２７内に侵入するのを防ぎ、ヒー
タ２８の通電時には、気化ガスの発生量を安定させる働
きをする。

【００３６】また、液体校正物質が比較的気化しやす
く、加熱しなくてもよい、例えばエタノール（Ｃ₂Ｈ₅
ＯＨ）、メタノール（ＣＨ₃ＯＨ）などのような気化性
液体校正物質の場合は、図４に示すように、流路１４
に、モータ３０によって駆動される切り換え部材３１を
備えたモータバルブ３２を介装し、切り換え部材３１に
形成された一つの流路３３を流路１４ａと１４ｂとの間
に接続し、切り換え部材３２に形成された他の流路３４
に対して、気化性液体校正物質３５を収容した容器３６
を、ストップバルブ３７を備えた流路３８を介して接続
するのである。

【００３７】そして、感度チェック時においては、モー
タ３０により切り換え部材３２を所定角度だけ回転させ
て、流路３３、３４を介して流路１４と流路３８を接続
し、流路１４ａを流れるガスを、気化性液体校正物質３
５を収容した容器３６内に導入して、前記気化性液体校
正物質３５を気化させ、この気化によって生じた校正ガ
スを流路１４ｂ方向に導出するのである。

【００３８】

【発明の効果】この発明は、以上のような形態で実施さ
れ、以下のような効果を奏する。

【００３９】請求項１に記載の発明によれば、安全確認
型ガス漏洩検知装置それ自体の通気路に、ガス検知セン
サの感度校正に用いるガス発生手段を備えているので、
必要に応じてガス検知センサの検出感度が正常であるか
否かのチェックを行ったり、ガス検知センサの感度チェ
ックを任意に行うことができ、ガス検知センサの信頼
性、延いては、安全確認型ガス漏洩検知装置の信頼性を
向上させることができる。

【００４０】そして、請求項２に記載の発明によれば、
監視領域の検知対象ガスであることを判定することがで
きるとともに、ゼロ点のチェックをも行うことができる
ので、安全確認型ガス漏洩検知装置の信頼性をより向上
させることができる。

【００４１】そして、この発明によれば、ガス検知セン
サの感度チェックやゼロ点チェックを任意に行うことが
できるので、センサ寿命の判定や、その交換時期の予測
を立て易くなるといった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の安全確認型ガス漏洩検知装置の一例
を示す概略構成図である。

【図２】校正に用いるガスの発生手段の他の例を示す図
である。

【図３】校正に用いるガスの発生手段の別の例を示す図
である。。

【図４】校正に用いるガスの発生手段のさらに別の例を
示す図である。。

【図５】従来のガス漏洩検知装置を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１…監視領域、２…通気路、６…ガス検知センサ、９，
１３，１７…流路切り換え手段、１２…スクラバー、１
６…校正ガス発生手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原雅彦京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地株式会社堀場製作所内 (72)発明者清水直仁京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地株式会社堀場製作所内 (72)発明者清水哲夫京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地株式会社エステック内 (72)発明者原田宙幸東京都千代田区丸の内二丁目６番３号三菱商事株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】監視領域と連通するように接続された通
気路にガス検知センサを設け、検知対象ガスの監視領域
における存在をガス検知センサによって検出するように
構成されたガス漏洩検知装置において、前記通気路のガ
ス検知センサの上流側に、ガス検知センサの感度校正に
用いるガス発生手段を流路切り換え手段を介して通気路
に対して並列的に設け、必要に応じてガス検知センサの
検出感度が正常であるか否かのチェックを行うかまたは
感度校正を実施できるようにしたことを特徴とする安全
確認型ガス漏洩検知装置。
【請求項２】通気路のガス発生手段の上流側に、検知
対象ガスを除去するためのスクラバーを流路切り換え手
段を介して通気路に対して並列的に設け、必要に応じて
前記スクラバーにおいて発生するゼロガスを導入するこ
とにより、監視領域の検知対象ガスであることを判定す
るとともに、ガス検知センサをゼロ点を校正できるよう
にしてなる請求項１に記載の安全確認型ガス漏洩検知装
置。