JPH11190719A - Gas sensor device - Google Patents

Gas sensor device

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JPH11190719A
JPH11190719A JP9359684A JP35968497A JPH11190719A JP H11190719 A JPH11190719 A JP H11190719A JP 9359684 A JP9359684 A JP 9359684A JP 35968497 A JP35968497 A JP 35968497A JP H11190719 A JPH11190719 A JP H11190719A
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sensor element
sensor device
gas
gas sensor
catalyst unit
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茂明 菅沼
Misa Saitou
美佐 斎藤
Takeshi Kobayashi
壮 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and suitably replace a sensor element or a catalytic unit by easily assembling in the case of manufacturing a gas sensor device. SOLUTION: The gas sensor device for detecting a specific oxidizing component contained in a flue gas in contact with an oxidizing catalyst by using a solid electrolyte comprises a solid electrolytic base material 12, a sensor element 10 in contact with the flue gas to generate an electromotive force, a catalytic unit 30 having the oxidizing catalyst, a cylindrical case 32 in contact of a sensing surface of the element 10 with the flue gas to contain the element 10 and the unit 30, and a cylindrical spacer 34 contained at both sides or the like of the element 10 in the case 32 to dispose the element 10 and the unit 30 at predetermined positions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はガスセンサ装置に関
し、更に詳細には酸化触媒に接触させた煙道ガス中の特
定の酸化成分の濃度等を測定するガスセンサ装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas sensor device, and more particularly, to a gas sensor device for measuring the concentration of a specific oxidizing component in flue gas brought into contact with an oxidation catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】ボイラーやエンジンから排出される煙道
ガス中のSOX 、NOX 、COX の濃度等をオンライン
で知ることは、ボイラーやエンジン等の現状を把握する
ことが可能であるのみならず、周辺環境管理のためにも
必要である。ここで、例えば、ガス中のSO3 の濃度等
を検出するガスセンサ装置としては、図5に示すガスセ
ンサ装置が使用される。図5に示すガスセンサ装置のガ
スセンサであるセンサ素子には、特開平6−30807
6号公報等において提案されているものを使用できる。
すなわち、イットリア安定化ジルコニアセラミックス等
の固定電解質の基材12の検知するガス(煙道ガス)と
接触する一面側に、硫酸銀を含む硫酸塩の混合体14と
銀電極16とから成る検知電極13が設けられていると
共に、基材12の空気と接触する他面側に白金から成る
参照電極18が設けられている。
2. Description of the Related Art Online determination of the concentration of SO X , NO X , CO X in flue gas discharged from a boiler or an engine is only possible to grasp the current state of the boiler or the engine. It is also necessary for the surrounding environment management. Here, for example, a gas sensor device shown in FIG. 5 is used as a gas sensor device for detecting the concentration of SO 3 in a gas. A sensor element which is a gas sensor of the gas sensor device shown in FIG.
No. 6 and the like can be used.
That is, a detection electrode composed of a mixture 14 of a sulfate containing silver sulfate and a silver electrode 16 is provided on one surface of a fixed electrolyte substrate 12 such as yttria-stabilized zirconia ceramics that comes into contact with a gas (flue gas) to be detected. 13 is provided, and a reference electrode 18 made of platinum is provided on the other side of the base material 12 that comes into contact with air.

【0003】かかるセンサ素子10の参照電極18は、
SO3 を含む検知ガスと隔離して常に空気との接触がな
されるように、空気が矢印B方向から送りこまれる筒体
20が基材12に融着ガラスによって接合されている。
また、前記のような煙道ガスと空気とを隔離するように
設けた、いわゆる封止型のガスセンサ装置に対して、煙
道ガスを検知電極13と参照電極18の両方に接触させ
るようにリークさせた、いわゆる投げ込み型のガスセン
サ装置もある。この投げ込み型のガスセンサ装置でも、
前記のように検知電極13(副電極)が硫酸塩の混合体
14と銀電極16とから成り、ガス中のSO3 の濃度を
検出する場合等では、そのSO3 濃度(特定の酸化成分
の濃度)等を好適に検出できる。これは、酸素分圧が検
知電極13と参照電極18の両側で等しくなり、その影
響を受けず、一方、副電極(検知電極13)の作用によ
って、次に説明するように起電力が好適に発生すること
による。
The reference electrode 18 of such a sensor element 10 is
A cylindrical body 20 into which air is sent in the direction of arrow B is bonded to the base material 12 by fused glass so that the cylindrical body 20 is always in contact with air while being isolated from the detection gas containing SO 3 .
In addition, a so-called sealed type gas sensor device provided so as to isolate the flue gas from the air as described above, so that the flue gas comes into contact with both the detection electrode 13 and the reference electrode 18. There is also a so-called throw-in type gas sensor device. Even with this throw-in type gas sensor device,
As described above, when the detection electrode 13 (sub-electrode) is composed of the sulfate mixture 14 and the silver electrode 16 and detects the concentration of SO 3 in the gas, the SO 3 concentration (specific oxidation component Concentration) can be suitably detected. This is because the oxygen partial pressure becomes equal on both sides of the detection electrode 13 and the reference electrode 18 and is not affected by the partial pressure. On the other hand, the action of the sub-electrode (detection electrode 13) makes it possible to reduce the electromotive force as described below. By what happens.

【0004】ここで、上記ガスセンサ装置のガス濃度
(例としてSO3 の濃度)の検出原理について説明す
る。センサ素子10は、その検知電極13にSO3 を含
む検知ガスが接触した場合、下記に示す〔化1〕に示す
反応が惹起されてSO3 が検知される。
Here, the principle of detecting the gas concentration (for example, the concentration of SO 3 ) of the gas sensor device will be described. When a detection gas containing SO 3 comes into contact with the detection electrode 13 of the sensor element 10, a reaction shown in the following [Formula 1] is caused to detect SO 3 .

【化1】 この反応のうち、銀電極16では下記〔化2〕に示す反
応が惹起され、混合体14では〔化3〕の反応が惹起さ
れる。更に、基材12でも〔化4〕の反応が惹起され
る。
Embedded image Among the reactions, the reaction shown in the following [Chemical Formula 2] is induced at the silver electrode 16, and the reaction of the [Chemical Formula 3] is induced in the mixture 14. Further, the reaction of [Chemical Formula 4] is also caused in the substrate 12.

【化2】 Embedded image

【化3】 Embedded image

【化4】 Embedded image

【0005】この様に、図5に示すセンサ素子10で
は、検知ガス中のSO3 が検知されるのみであるため、
SO2 等のSO3 よりも酸化状態が低い成分(以下、低
次酸化成分と称することがある)を検知できない。この
ため、SO2 等の低次酸化成分をSO3 に酸化した後、
センサ素子10によってSO3 の濃度等を測定する必要
がある。このため、図5に示すガスセンサ装置では、S
2 等の低次酸化成分を含む煙道ガスを矢印A方向から
センサ素子10に導入する導入管22に、酸化触媒とし
て白金ワイヤ100等を挿入しておき、SO2 等の低次
酸化成分をSO3 に酸化することが行われている。
As described above, the sensor element 10 shown in FIG. 5 only detects SO 3 in the detection gas.
A component having a lower oxidation state than SO 3 such as SO 2 (hereinafter sometimes referred to as a lower oxidation component) cannot be detected. For this reason, after oxidizing a lower oxidation component such as SO 2 to SO 3 ,
It is necessary to measure the concentration of SO 3 by the sensor element 10. For this reason, in the gas sensor device shown in FIG.
A platinum wire 100 or the like is inserted as an oxidation catalyst into an introduction pipe 22 for introducing a flue gas containing a lower oxidation component such as O 2 into the sensor element 10 from the direction of arrow A, and a lower oxidation component such as SO 2 is inserted. Is oxidized to SO 3 .

【0006】図5に示すガスセンサ装置によれば、煙道
ガス中の硫黄成分をSO3 に換算して精度よく測定でき
る。また、混合体14に混合する成分として、例えば炭
酸塩を用いるとCOX を測定でき、硝酸塩を用いるとN
X を測定できる。このように、SOX 、NOX 、CO
X のいずれを測定するにも、煙道ガス中に含まれている
SO2 成分等の低次酸化成分を、白金等の酸化触媒に接
触させてSO3 等の酸化状態の高い成分(以下、高次酸
化成分と称することがある)に酸化することが必要であ
る。
According to the gas sensor device shown in FIG. 5, the sulfur component in the flue gas can be converted to SO 3 and accurately measured. When a carbonate is used as a component to be mixed with the mixture 14, CO X can be measured, and when a nitrate is used, N 2 can be measured.
The O X can be measured. Thus, SO X , NO X , CO
To measure any of X , a lower oxidizing component such as SO 2 component contained in the flue gas is brought into contact with an oxidation catalyst such as platinum and a component having a high oxidation state such as SO 3 (hereinafter, referred to as “SO 3 component”). (Sometimes referred to as higher oxidation components).

【0007】また、煙道ガス中には、煤煙が含まれてお
り、ガスセンサの検知電極13等の検知面に煤煙が付着
し、前述したガスセンサ中の反応と異なる反応が惹起さ
れてガスセンサのベースライン等が変動するおそれがあ
る。これに対しては、煤煙除去用のフィルタを、煙道ガ
スの導入口からセンサ素子10までの間に設け、センサ
素子10の検知面に煤煙が付着することを防止してい
る。これにより、検出精度を向上できる。
Further, the flue gas contains soot, and the soot adheres to the detection surface of the gas sensor, such as the detection electrode 13, and a reaction different from the above-described reaction in the gas sensor is caused. Lines and the like may fluctuate. In order to solve this problem, a filter for removing soot is provided between the flue gas inlet and the sensor element 10 to prevent soot from adhering to the detection surface of the sensor element 10. Thereby, detection accuracy can be improved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、セラミックスガスセンサであるセンサ素子や、酸化
触媒の機能を有する部材(触媒ユニット)を、保持(固
定)させる場合、セラミックス管などに融着ガラス等の
無機接着剤を用いて接着していた。この方法では、セン
サ素子と触媒ユニットのどちらか一方が機能しなくなっ
た場合、その部分的な交換は不可能であるという課題が
あった。例えば、センサ素子の機能は正常であっても、
酸化触媒の効力が死活した場合は、ガスセンサ装置全体
を交換することになっていた。また、上記のように無機
接着剤による接着工程を経てガスセンサ装置を製造する
場合には、高温加熱工程を要し、容易に組み立てること
ができないという課題もあった。
However, conventionally, when a sensor element, which is a ceramic gas sensor, or a member (catalyst unit) having an oxidation catalyst function is held (fixed), fused glass or the like is attached to a ceramic tube or the like. Using an inorganic adhesive. This method has a problem that when one of the sensor element and the catalyst unit stops functioning, it is impossible to partially replace the sensor element or the catalyst unit. For example, even if the function of the sensor element is normal,
When the effectiveness of the oxidation catalyst has died, the entire gas sensor device has to be replaced. Further, when the gas sensor device is manufactured through the bonding process using the inorganic adhesive as described above, there is a problem that a high-temperature heating process is required and the assembly cannot be easily performed.

【0009】なお、センサ素子をセラミックス管に接着
するのは、センサ素子自体がセラミックスから成る固体
電解質の基材を備えるためである。ガスセンサ装置は高
温の雰囲気中で使用されるものであり、熱膨張係数が同
等のもの同士でないと接着した状態を好適に維持できな
い。例えば、従来、センサ素子の固定電解質の基材がイ
ットリア安定化ジルコニアセラミックスで形成された場
合は、そのセンサ素子を固定するセラミックス管にも安
定化ジルコニア系セラミックスによって形成されたもの
を用いていた。
The reason why the sensor element is adhered to the ceramic tube is that the sensor element itself has a solid electrolyte base made of ceramics. Since the gas sensor device is used in a high-temperature atmosphere, the bonded state cannot be maintained properly unless the gas sensor devices have the same thermal expansion coefficient. For example, conventionally, when the base material of the fixed electrolyte of the sensor element is formed of yttria-stabilized zirconia ceramics, a ceramic tube for fixing the sensor element is also formed of a stabilized zirconia-based ceramic.

【0010】そこで、本発明の目的は、製造する際には
容易に組み立てることができると共に、センサ素子や触
媒ユニットを容易且つ適切に交換できるガスセンサ装置
を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a gas sensor device which can be easily assembled at the time of manufacturing and can easily and appropriately replace a sensor element and a catalyst unit.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、本発明は、
固体電解質を用い、酸化触媒に接触させた煙道ガスに含
有する特定の酸化成分を検出するガスセンサ装置におい
て、前記固体電解質の基材を備え、前記煙道ガスに接触
して起電力を発生するセンサ素子と、前記酸化触媒を備
える触媒ユニットと、前記煙道ガスを前記センサ素子の
検知面に接触可能に、前記センサ素子と前記触媒ユニッ
トとを収納するケースと、前記ケース内のセンサ素子の
両側等に収納され、前記センサ素子と前記触媒ユニット
とを所定の位置に配置するスペーサとを具備する。
To achieve the above object, the present invention has the following arrangement. That is, the present invention
A gas sensor device for detecting a specific oxidizing component contained in a flue gas brought into contact with an oxidation catalyst using a solid electrolyte, comprising a solid electrolyte base material, and generating an electromotive force by contacting the flue gas. A sensor element, a catalyst unit including the oxidation catalyst, a case accommodating the sensor element and the catalyst unit, such that the flue gas can contact a detection surface of the sensor element, and a sensor element in the case. A spacer that is housed on both sides and the like and that arranges the sensor element and the catalyst unit at predetermined positions.

【0012】また、前記センサ素子及び前記触媒ユニッ
トを交換可能にケース内に保持する保持手段を具備する
ことで、センサ素子及び触媒ユニットを容易且つ適切に
交換することができる。
[0012] Further, the provision of the holding means for holding the sensor element and the catalyst unit in the case in a replaceable manner makes it possible to easily and appropriately exchange the sensor element and the catalyst unit.

【0013】また、煤煙が除去された煙道ガスを前記セ
ンサ素子の検知面に接触可能にする煤煙除去用のフィル
タを、前記ケース内に該ケースの煙道ガスの導入口から
センサ素子までの間に具備することで、煙道ガス中の特
定の酸化成分を精度よく測定できる。
In addition, a soot removal filter for allowing the flue gas from which soot has been removed to come into contact with the detection surface of the sensor element is provided in the case from the flue gas inlet of the case to the sensor element. By providing an intervening gas, a specific oxidizing component in the flue gas can be accurately measured.

【0014】また、前記ケースが、前記固体電解質等を
所定温度まで加熱するヒータの機能を併せもつことで、
所定の検出機能を備えるガスセンサ装置を小型化(コン
パクト化)できる。
The case also has a function of a heater for heating the solid electrolyte or the like to a predetermined temperature,
A gas sensor device having a predetermined detection function can be miniaturized (compact).

【0015】また、前記センサ素子が、固体電解質の基
材の一面側に煙道ガスと接触する検知電極が設けられて
いると共に、前記基材の他面側に参照電極が設けられて
いることで、コンパクトに、容易且つ好適に製造でき
る。
Further, the sensor element has a detection electrode provided on one surface of a solid electrolyte substrate and a reference electrode provided on the other surface of the substrate. Thus, it can be manufactured easily, compactly and easily.

【0016】また、前記固体電解質の基材が円板状であ
ること、前記触媒ユニットが白金網体を備える筒状であ
ること、前記フィルタが円板状に形成されていること、
前記ケースが筒状であること、前記スペーサが筒状であ
ることで、各部材を好適に製造できると共に、各部材を
容易且つ好適に組み込むことができる。
Further, the base material of the solid electrolyte is a disk shape, the catalyst unit is a cylindrical shape having a platinum net, and the filter is formed in a disk shape;
Since the case is cylindrical and the spacer is cylindrical, each member can be suitably manufactured, and each member can be easily and suitably incorporated.

【0017】また、フィルタとして、表面及びその内部
に酸化触媒である白金及び/又はパラジウムが担持され
たポーラス状のセラミックス体を用いることにより、煙
道ガス中の煤煙を除去しつつSO2 成分等の低次酸化成
分を効率的に酸化できる。これにより、検出精度を向上
できる。
Further, by using a porous ceramic body having platinum and / or palladium, which is an oxidation catalyst, supported on the surface and inside thereof as a filter, the SO 2 component and the like can be removed while removing soot in the flue gas. Can be efficiently oxidized. Thereby, detection accuracy can be improved.

【0018】また、前記センサ素子が、SOX 、N
X 、又はCOX 等の異なるガスを検出する複数の検知
領域を有し、二種以上のガスを検知すること、或いは、
前記ケース内に、SOX 、NOX 、又はCOX 等の異な
るガスを検出する複数の前記センサ素子が収納され、二
種以上のガスを検知することで、複数のガスが混在した
複合ガスに対応したガスセンサ装置として好適に利用で
きる。
Further, the sensor element is composed of SO X , N
O X, or a plurality of detection regions for detecting a different gas of CO X, etc., to detect two or more gases, or,
In the case, a plurality of the sensor elements for detecting different gases such as SO X , NO X , or CO X are housed, and by detecting two or more types of gases, a composite gas in which a plurality of gases are mixed is formed. It can be suitably used as a corresponding gas sensor device.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】(第1実施例)本発明に係るガス
センサ装置の一例(第1実施例)を模式的に図1に示
す。第1実施例のガスセンサ装置には、導入管を経由し
て矢印A方向から導入される煙道ガス中のSO3 の濃度
等が測定されるセンサ素子10が備えられている。この
センサ素子10は、固体電解質材料であるイットリア安
定化ジルコニアセラミックスから成る基材12の煙道ガ
スと接触する一面側に、硫酸銀を含む硫酸塩の混合体1
4と銀電極16とから成る検知電極13が設けられてい
ると共に、基材12の空気と接触する他面側に白金から
成る参照電極18が設けられている。従来の技術の欄で
説明したように煙道ガス中のSO3 に接触して起電力を
発生する。また、本実施例の固体電解質の基材12は、
円板状に形成されている。
(First Embodiment) FIG. 1 schematically shows an example (first embodiment) of a gas sensor device according to the present invention. The gas sensor device of the first embodiment is provided with a sensor element 10 for measuring the concentration of SO 3 in flue gas introduced from the direction of arrow A via an introduction pipe. The sensor element 10 includes a mixture 1 of a sulfate containing silver sulfate on one surface of a substrate 12 made of yttria-stabilized zirconia ceramics, which is a solid electrolyte material, in contact with flue gas.
A detection electrode 13 comprising a silver electrode 4 and a silver electrode 16 is provided, and a reference electrode 18 made of platinum is provided on the other side of the substrate 12 which comes into contact with air. As described in the section of the related art, an electromotive force is generated by contacting SO 3 in flue gas. Further, the solid electrolyte substrate 12 of the present embodiment is:
It is formed in a disk shape.

【0020】30は触媒ユニットであり、酸化触媒を備
える。この触媒ユニット30としては、例えば、酸化触
媒である白金から成る網体(白金メッシュ)を備える筒
状に形成されたもの、或いは、ステンレススチールをい
わゆるチャネル構造に形成して白金めっきを施すことで
酸化媒体と成し、筒体内に組み込んだものを用いること
ができる。なお、白金メッシュを備える触媒ユニット
は、リング状の筒体の各端面に白金メッシュを接着して
形成したり、リング状の筒体の内部に白金メッシュを内
蔵することで形成すればよい。
Reference numeral 30 denotes a catalyst unit provided with an oxidation catalyst. For example, the catalyst unit 30 is formed in a tubular shape having a mesh (platinum mesh) made of platinum, which is an oxidation catalyst, or by forming a stainless steel into a so-called channel structure and applying platinum plating. An oxidizing medium which is incorporated in a cylinder can be used. The catalyst unit provided with a platinum mesh may be formed by bonding a platinum mesh to each end face of a ring-shaped cylinder, or by incorporating a platinum mesh inside the ring-shaped cylinder.

【0021】また、後述するようにポーラス状のセラミ
ックス体を円板状に形成したフィルタ24に、その表面
及びその内部に酸化触媒である白金及び/又はパラジウ
ムが担持させることで、フィルタ機能を兼用する触媒ユ
ニット30とすることも可能である。このように、酸化
触媒としては、煙道ガスに効率良く接触できるように、
表面積を広く得ることができる構造を用いればよく、例
えばハニカム構造も好適に用いることができる。そし
て、その酸化触媒をセラミックス等の耐腐食性の高い筒
体内に組み込むことで、好適な触媒ユニット30を構成
できる。
As will be described later, platinum and / or palladium, which is an oxidation catalyst, is carried on the surface and inside of a filter 24 in which a porous ceramic body is formed in a disk shape, so that the filter function is also used. It is also possible to make the catalyst unit 30 perform. Thus, as an oxidation catalyst, to be able to contact flue gas efficiently,
What is necessary is just to use the structure which can obtain a large surface area, for example, the honeycomb structure can also be used suitably. Then, by incorporating the oxidation catalyst into a cylinder having high corrosion resistance such as ceramics, a suitable catalyst unit 30 can be formed.

【0022】32は筒状ケースであり、センサ素子10
と触媒ユニット30とを収納するパイプ状のケースであ
る。筒状ケース32は、センサ素子10と触媒ユニット
30等の収納部材が収納されるように、内径が各収納部
材の外径より若干大きく形成されている。筒状ケース3
2は、煙道ガスをセンサ素子10の検知面に接触可能
に、センサ素子10と触媒ユニット30とを好適に収納
している。この筒状ケース32は、イットリア安定化ジ
ルコニアセラミックス等のセラミックスによって形成し
てもよいし、耐腐食性の良好な金属によって形成しても
よい。本発明では、接着を行わないでセンサ素子10と
触媒ユニット30とを組み込むため、接着によってセン
サ素子10を固定する場合と比較して熱膨張係数の相違
は許容される。
Reference numeral 32 denotes a cylindrical case, and the sensor element 10
This is a pipe-shaped case that houses the catalyst unit 30 and the catalyst unit 30. The cylindrical case 32 is formed to have a slightly larger inner diameter than the outer diameter of each storage member so that storage members such as the sensor element 10 and the catalyst unit 30 are stored. Cylindrical case 3
2 suitably stores the sensor element 10 and the catalyst unit 30 so that the flue gas can contact the detection surface of the sensor element 10. The cylindrical case 32 may be formed of ceramics such as yttria-stabilized zirconia ceramics, or may be formed of a metal having good corrosion resistance. In the present invention, since the sensor element 10 and the catalyst unit 30 are assembled without bonding, a difference in the coefficient of thermal expansion is allowed as compared with the case where the sensor element 10 is fixed by bonding.

【0023】34は筒状スペーサであり、センサ素子1
0と触媒ユニット30とを筒状ケース32内の所定の位
置に配置するよう、その筒状ケース32内においてセン
サ素子10及び触媒ユニット30の両側に収納されてい
る。すなわち、本実施例では、筒状ケース32の一端
(煙道ガスの導入口の端)の固定手段36と触媒ユニッ
ト30との間に挟まれる第1の筒状スペーサ34と、触
媒ユニット30とセンサ素子10の間に挟まれる第2の
筒状スペーサ34と、及び筒状ケース32の他端の固定
手段36とセンサ素子10との間に挟まれる第3の筒状
スペーサ34との3個が用いられている。これらの筒状
スペーサ34は、ジルコニアやアルミナ等のセラミック
ス(絶縁体)によって形成すればよい。
Numeral 34 denotes a cylindrical spacer, and the sensor element 1
In the cylindrical case 32, the sensor element 10 and the catalyst unit 30 are housed on both sides of the catalyst unit 30 so that the zero and the catalyst unit 30 are arranged at predetermined positions in the cylindrical case 32. That is, in the present embodiment, the first cylindrical spacer 34 sandwiched between the fixing means 36 at one end (the end of the flue gas inlet) of the cylindrical case 32 and the catalyst unit 30, A second cylindrical spacer 34 interposed between the sensor elements 10 and a third cylindrical spacer 34 interposed between the fixing means 36 at the other end of the cylindrical case 32 and the sensor element 10 Is used. These tubular spacers 34 may be formed of ceramics (insulator) such as zirconia or alumina.

【0024】なお、センサ素子10と触媒ユニット30
とを筒状ケース32内の所定の位置に配するスペーサと
しては、本実施例に限定されることはなく、例えば、筒
状スペーサ34と固定手段36の保持片等が一体化した
ものを用いてもよい。また、スペーサは円筒等の筒状に
限らず、各部材の間隔を適宜あけることができ、好適に
保持(固定)されるものであれば、例えば、断面十字形
で、検知電極13等とは干渉しないように切り欠かれた
形態のものを用いることも可能である。しかしながら、
触媒ユニット30が筒状であること、センサ素子10が
円板状であること、前記ケースが筒状であること、前記
スペーサが筒状であることで、煙ガスが好適に流通でき
る管路を好適に形成でき、且つ、強度、均質性等の機能
面で有利であり、さらには、各部材を容易且つ精度よく
好適に製造できる点、及び各部材を容易且つ精度よく好
適に組み込むことができるという点で有利な効果を奏す
る。
The sensor element 10 and the catalyst unit 30
Is not limited to this embodiment. For example, a spacer in which the cylindrical spacer 34 and the holding piece of the fixing means 36 are integrated is used. You may. In addition, the spacer is not limited to a cylindrical shape such as a cylinder, but may be appropriately spaced apart from each other and may be suitably held (fixed). It is also possible to use a cut-out form so as not to interfere. However,
The catalyst unit 30 has a cylindrical shape, the sensor element 10 has a disk shape, the case has a cylindrical shape, and the spacer has a cylindrical shape. It can be suitably formed and is advantageous in terms of functions such as strength and homogeneity, and furthermore, each member can be manufactured easily and accurately with good accuracy, and each member can be easily and accurately assembled with good accuracy. This has an advantageous effect in that respect.

【0025】保持手段36は、筒状ケースの両端に設け
られており、センサ素子10及び触媒ユニット30を交
換可能に筒状ケース32内に保持する。本実施例では、
筒状ケース32内に、第1の筒状スペーサ34と、触媒
ユニット30と、第2の筒状スペーサ34と、センサ素
子10と、第3の筒状スペーサ34とが、直列に挿入さ
れて収納され、一対の保持手段36、36によって挟圧
された状態で保持されている。本実施例では、筒状ケー
ス32の両端に同等の保持手段36を形成した場合を説
明したが、これに限られることはなく、筒状ケース32
の一方の端は単純にストッパ機能を備えるものでもよ
い。例えば、筒状ケース32の一方の端で内周側へフラ
ンジ状の縁部を形成すればよい。
The holding means 36 is provided at both ends of the cylindrical case, and holds the sensor element 10 and the catalyst unit 30 in the cylindrical case 32 in a replaceable manner. In this embodiment,
The first cylindrical spacer 34, the catalyst unit 30, the second cylindrical spacer 34, the sensor element 10, and the third cylindrical spacer 34 are inserted in series in the cylindrical case 32. It is housed and held in a state of being pinched by a pair of holding means 36, 36. In this embodiment, the case where the equivalent holding means 36 is formed at both ends of the cylindrical case 32 has been described. However, the present invention is not limited to this.
May simply have a stopper function. For example, a flange-shaped edge may be formed at one end of the cylindrical case 32 toward the inner peripheral side.

【0026】このように、第1実施例では、センサ素子
10、触媒ユニット30などを接着剤などで筒状スペー
サ34に相当するセラミックス管に固定せず、従来のセ
ラミックス管の外形と略同じ内径を持つパイプ状のケー
スである筒状ケース32に挿入し、両端の保持手段36
で保持した状態に固定している。従って、製造する際に
は容易に組み込むことができる。また、以上のガスセン
サ装置によれば、センサ素子10や触媒ユニット30等
を筒状ケース32に収納しているだけであり、容易に分
解できる。従って、センサ素子10や触媒ユニット30
等を、それぞれ個別に容易に交換することができるので
ある。従って、好適にメンテナンスを行うことができ、
コストを低減できる。これに対し、従来は、センサ素子
10や触媒ユニット30等の一部が機能を失った場合、
ガスセンサ装置全体を交換する必要があり、不経済であ
った。なお、センサ素子10と触媒ユニット30間の距
離は、筒状スペーサ34として利用しているセラミック
ス管の長さを調整することにより適宜調整可能である。
As described above, in the first embodiment, the sensor element 10, the catalyst unit 30 and the like are not fixed to the ceramic tube corresponding to the cylindrical spacer 34 with an adhesive or the like, and the inner diameter is substantially the same as the outer shape of the conventional ceramic tube. Into the tubular case 32, which is a pipe-shaped case having
It is fixed in the state held by. Therefore, it can be easily incorporated in manufacturing. Further, according to the above gas sensor device, the sensor element 10, the catalyst unit 30, and the like are simply housed in the cylindrical case 32, and can be easily disassembled. Therefore, the sensor element 10 and the catalyst unit 30
Can be easily exchanged individually. Therefore, maintenance can be suitably performed,
Cost can be reduced. On the other hand, conventionally, when a part of the sensor element 10 or the catalyst unit 30 has lost its function,
The entire gas sensor device needs to be replaced, which is uneconomical. Note that the distance between the sensor element 10 and the catalyst unit 30 can be appropriately adjusted by adjusting the length of the ceramic tube used as the cylindrical spacer 34.

【0027】(第2実施例)第1実施例は、いわゆる封
止型のセンサであるが、本発明は、図2に示すような煙
道ガスを積極的にリークさせた、いわゆる投げ込み型の
センサ(第2実施例)にも好適に適用できる。煙道ガス
をリークさせて参照電極18にも煙道ガスを晒すために
は、固体電解質の基材12を切り欠くか、図2に示すよ
うに固体電解質の基材12に貫通孔12aを設けてもよ
い。煙道ガスをセンサ素子10の検知電極13及び参照
電極18の両検知面に接触させるため、従来技術の欄で
説明したように、酸素分圧による影響がなくなり、特定
のガスにかかる濃度については精度よく検出できる。ま
た、センサ素子10が貫通孔12aを有するため、筒状
ケース32内の煙道ガスの流れが良好となり、センサの
ガスを検知する速度(反応速度)が向上する。なお、他
の構成は第1実施例と同一であり、説明を省略する。
(Second Embodiment) The first embodiment is a so-called sealed type sensor, but the present invention relates to a so-called throw-in type in which a flue gas as shown in FIG. 2 is actively leaked. The present invention can also be suitably applied to a sensor (second embodiment). In order to leak the flue gas and expose the flue gas to the reference electrode 18 as well, the solid electrolyte base 12 is cut out or a through hole 12a is formed in the solid electrolyte base 12 as shown in FIG. You may. Since the flue gas is brought into contact with both the detection surfaces of the detection electrode 13 and the reference electrode 18 of the sensor element 10, as described in the section of the related art, the influence of the oxygen partial pressure is eliminated, and the concentration of the specific gas is not changed. Accurate detection is possible. In addition, since the sensor element 10 has the through-hole 12a, the flow of the flue gas in the cylindrical case 32 is improved, and the speed of detecting the gas of the sensor (reaction speed) is improved. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0028】また、センサ素子10の検知電極13及び
参照電極18の両検知面に煙道ガスを積極的に接触させ
るには、その両検知面が筒状ケース32の軸心と平行に
なるように固体電解質の基材12を配することも可能で
ある。また、検知電極13及び参照電極18を固体電解
質の基材12の表裏に形成するのでなく、片面側にのみ
形成し、その両電極に煙道ガスを積極的に接触させるこ
とも可能である。
Further, in order to make the flue gas positively contact the detection surfaces of the detection electrode 13 and the reference electrode 18 of the sensor element 10, both detection surfaces should be parallel to the axis of the cylindrical case 32. It is also possible to dispose a solid electrolyte base material 12 on the substrate. Further, it is also possible to form the detection electrode 13 and the reference electrode 18 only on one side of the solid electrolyte substrate 12 instead of forming them on the front and back of the substrate 12, and to make the flue gas positively contact both electrodes.

【0029】(第3実施例)次に図3に基づいて他のガ
スセンサ装置にかかる実施例(第3実施例)について説
明する。本実施例は、第1実施例及び第2実施例とは、
基本的構成において同一であるが、煤煙除去用のフィル
タ24、フィルタ機能を有する触媒ユニット30、及び
ヒータ機能を有する筒状ケース32を備える点で相違す
る。先ず、煤煙除去用のフィルタ24は、円板状に形成
され、煤煙が除去された煙道ガスをセンサ素子10の検
知面に接触させるよう、筒状ケース32内にその筒状ケ
ース32の煙道ガスの導入口からセンサ素子までの間に
収納(具備)されている。本実施例(第3実施例)で
は、フィルタ24が、検知電極13及び参照電極18の
両検知面側に各2つずつ積層されて収納されている。す
なわち、第3実施例のガスセンサ装置は、煙道中に入れ
て使用されるため、センサ素子10の検知電極13側と
参照電極18側の両方にフィルタを設け、両側の煤煙を
好適に除去する構成としてある。
(Third Embodiment) Next, an embodiment (third embodiment) of another gas sensor device will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment and the second embodiment in that
The basic configuration is the same, but differs in that a soot removal filter 24, a catalyst unit 30 having a filter function, and a cylindrical case 32 having a heater function are provided. First, the smoke removing filter 24 is formed in a disk shape, and the smoke of the cylindrical case 32 is inserted into the cylindrical case 32 so that the flue gas from which the smoke has been removed is brought into contact with the detection surface of the sensor element 10. It is housed (provided) between the passage gas inlet and the sensor element. In the present embodiment (third embodiment), two filters 24 are stacked and housed on each of the detection surfaces of the detection electrode 13 and the reference electrode 18. That is, since the gas sensor device of the third embodiment is used in a flue, a filter is provided on both the detection electrode 13 side and the reference electrode 18 side of the sensor element 10, and the soot on both sides is suitably removed. There is.

【0030】また、その煤煙除去用のフィルタ24のう
ち、センサ素子10の副電極が形成された検知面(検知
電極13)側に配された少なくとも一つが、フィルタ機
能を有する触媒ユニット30になっている。本実施例で
は、検知電極13に最も近接するフィルタ24が、触媒
ユニット30になっている。この触媒ユニット30は、
ポーラス状のセラミックス体(例えば、ポーラスレン
ガ)の表面及びその内部に酸化触媒である白金及び/又
はパラジウムが担持されて設けられている。この触媒ユ
ニット30を用いることにより、導入管等から導入され
た煙道ガス中の煤煙を除去しつつ、その煙道ガスと白金
触媒との接触面積を広くでき、煙道ガス中に含まれてい
るSO2 成分等の低次酸化成分をSO3 成分等の高次酸
化成分に充分に効率的に酸化できる。従って、このSO
3 を検知するセンサ素子10によれば、センサ素子10
の検知電極13に煤煙が付着する事態を防止でき、且つ
煙道ガス中に含まれている硫黄成分をSO3 として精度
よく測定できる。
At least one of the soot removal filters 24 disposed on the detection surface (detection electrode 13) side on which the sub-electrode of the sensor element 10 is formed becomes a catalyst unit 30 having a filter function. ing. In the present embodiment, the filter 24 closest to the detection electrode 13 is the catalyst unit 30. This catalyst unit 30
An oxidation catalyst, platinum and / or palladium, is provided on the surface of a porous ceramic body (for example, porous brick) and inside thereof. By using this catalyst unit 30, the contact area between the flue gas and the platinum catalyst can be increased while removing the soot in the flue gas introduced from the introduction pipe or the like, and contained in the flue gas. The lower oxidized component such as the SO 2 component can be oxidized sufficiently efficiently to the higher oxidized component such as the SO 3 component. Therefore, this SO
According 3 to the sensor element 10 for detecting the sensor element 10
Can prevent soot from adhering to the detection electrode 13 and accurately measure the sulfur component contained in the flue gas as SO 3 .

【0031】かかる触媒ユニット30は、白金ペースト
をアセトン等の溶媒に分散希釈した分散液に、ポーラス
レンガを浸漬した後、溶媒等を除去する加熱処理を施す
ことによって得ることができる。なお、白金ペーストに
代えてヘキサクロロ白金酸を使用してもよく、ポーラス
レンガに付着した溶媒等を除去する加熱処理を施すこと
によっても、触媒ユニット30を得ることもできる。
The catalyst unit 30 can be obtained by immersing a porous brick in a dispersion obtained by dispersing and diluting a platinum paste in a solvent such as acetone, and then performing a heat treatment for removing the solvent and the like. Note that hexachloroplatinic acid may be used instead of the platinum paste, and the catalyst unit 30 can also be obtained by performing a heat treatment for removing a solvent or the like attached to the porous brick.

【0032】また、触媒ユニット30は、第3実施例の
形態に限らず、検知電極13が設けられた固体電解質の
基材12の一面側に、その検知電極13に干渉しない形
状に加工されることで、当接できるようにしてもよい。
又は、筒状スペーサ34を一体化した形態の触媒ユニッ
ト30を形成することで、触媒ユニット30が固体電解
質の基材12の検知電極13側の一面に直接押し当てら
れるようにしてもよい。これらの場合は、センサ素子1
0と触媒ユニット30との間のスペーサを、触媒ユニッ
ト30の一部が兼ねていることになり、特別独立したス
ペーサを要しないが、実質的にスペーサは存在する。な
お、このように触媒ユニット30を形成することは、第
1実施例で説明したものに適用してもよい。
Further, the catalyst unit 30 is not limited to the embodiment of the third embodiment, but is formed on one surface side of the solid electrolyte substrate 12 on which the detection electrodes 13 are provided, so as not to interfere with the detection electrodes 13. Thus, it may be possible to make contact.
Alternatively, by forming the catalyst unit 30 in which the cylindrical spacer 34 is integrated, the catalyst unit 30 may be directly pressed against one surface of the solid electrolyte base material 12 on the side of the detection electrode 13. In these cases, the sensor element 1
A part of the catalyst unit 30 also serves as a spacer between the zero and the catalyst unit 30, and a specially independent spacer is not required, but a spacer exists substantially. The formation of the catalyst unit 30 in this manner may be applied to the one described in the first embodiment.

【0033】次に、第3実施例の保持手段36について
説明する。38は固定アングルであり、L字状に形成さ
れ、筒状ケース32の端面に固定されている。本実施例
では、筒状ケース32の両端面に複数個ずつ配され固定
されている。37は保持片であり、L字状に形成され、
ビス39によって固定アングル38に固定される。この
保持片37によって、筒状ケース32に収納された収納
部材であるセンサ素子10、その両面側に挿入された筒
状スペーサ34、フィルタ24及び触媒ユニット30を
挟み込んで、隣接する収納部材同士が相互に押し当てら
れた状態に固定している。このように各収納部材が保持
された状態から、ビス39を緩めて保持片37を取り除
けば、各収納部材を交換可能に分解できる。従って、セ
ンサ素子10等の収納部材が故障した場合は適切且つ容
易に交換できる。
Next, the holding means 36 of the third embodiment will be described. Reference numeral 38 denotes a fixed angle, which is formed in an L-shape and is fixed to an end face of the cylindrical case 32. In this embodiment, a plurality of cylindrical cases 32 are arranged and fixed to both end surfaces. Reference numeral 37 denotes an L-shaped holding piece,
It is fixed to the fixed angle 38 by the screw 39. The holding piece 37 sandwiches the sensor element 10, which is a storage member housed in the cylindrical case 32, the cylindrical spacer 34 inserted on both sides thereof, the filter 24, and the catalyst unit 30, so that adjacent storage members are separated from each other. They are fixed in a state where they are pressed against each other. If the screws 39 are loosened and the holding pieces 37 are removed from the state in which the storage members are held in this manner, the storage members can be disassembled in a replaceable manner. Therefore, when the storage member such as the sensor element 10 breaks down, it can be replaced appropriately and easily.

【0034】次に、筒状ケース32のヒータ機能につい
て説明する。この筒状ケース32は、リング状に形成さ
れた電気炉(リングヒータ)であり、センサ素子10を
所定温度まで加熱するヒータの機能を併せもっている。
これは、イットリア安定化ジルコニアセラミックス等の
固体電解質の基材12のイオン伝導性(酸素伝導性)が
十分になると共に、副電極としての硫酸塩等のイオン伝
導度が十分になるよう、十分な応答温度(例えば、約6
00°C)まで昇温させ、その温度を維持するためであ
る。なお、40は熱電対であり、リングヒータの温度を
モニタする。このように筒状ケース32が、ヒータ機能
を備えることで、所定の検出機能を備えるガスセンサ装
置を小型化(コンパクト化)できる。なお、42は各電
極から引き出されたリード線であり、白金線等で設けら
れ、電極リード線44に接続(接続部省略)されてお
り、このリード線によって起電力による検出信号が外部
へ出力される。また、46はアース線である。
Next, the heater function of the cylindrical case 32 will be described. The cylindrical case 32 is an electric furnace (ring heater) formed in a ring shape, and has a function of a heater for heating the sensor element 10 to a predetermined temperature.
This is sufficient so that the ionic conductivity (oxygen conductivity) of the solid electrolyte base material 12 such as yttria-stabilized zirconia ceramics is sufficient and the ionic conductivity of sulfate and the like as the sub-electrode is sufficient. Response temperature (for example, about 6
(00 ° C.) to maintain the temperature. A thermocouple 40 monitors the temperature of the ring heater. Since the cylindrical case 32 has the heater function as described above, the size of the gas sensor device having the predetermined detection function can be reduced. Reference numeral 42 denotes a lead wire drawn out from each electrode, which is provided with a platinum wire or the like and is connected to the electrode lead wire 44 (connection portion omitted), and a detection signal based on electromotive force is output to the outside by this lead wire. Is done. 46 is a ground wire.

【0035】以上の実施例に示すセンサ素子10は、銀
電極16が直接煙道ガスに接触しているが、検知電極1
3を形成する銀電極16を白金膜によって覆うことによ
って、SO3 の濃度等を測定する際に、煙道ガス中のN
X の影響を防止できる。以上、述べてきたセンサ素子
10は、混合体14に硫酸銀を含む硫酸塩を使用して煙
道ガス中のSO3 の濃度等を測定するガスセンサであっ
たが、混合体14に炭酸塩を使用するとCOX を測定で
きるガスセンサとすることができ、硝酸塩を使用すると
NOX を測定できるガスセンサとすることができる。ま
た、フィルタ24に担持されている酸化触媒としては、
白金触媒に代えてパラジウム触媒を使用してもよく、白
金触媒とパラジウム触媒とを混合使用してもよい。
In the sensor element 10 shown in the above embodiment, the silver electrode 16 is in direct contact with the flue gas,
When the concentration of SO 3 and the like are measured by covering the silver electrode 16 forming the third electrode 3 with a platinum film, N in the flue gas is measured.
The impact of O X can be prevented. The sensor element 10 described above is a gas sensor that measures the concentration of SO 3 in flue gas using a sulfate containing silver sulfate for the mixture 14. When used, the gas sensor can measure CO X, and when nitrate is used, the gas sensor can measure NO X. Further, as the oxidation catalyst carried on the filter 24,
A palladium catalyst may be used in place of the platinum catalyst, or a mixture of a platinum catalyst and a palladium catalyst may be used.

【0036】また、以上の実施例では、一つのセンサ素
子10で一種のガスを検出する場合について説明した
が、本発明はこれに限らず、例えば一つのセンサ素子
が、SO X 、NOX 、又はCOX 等の異なるガスを検出
する複数の検知領域を有し、二種以上のガスを検知する
複合型のガスセンサー素子であってもよい。さらにま
た、前記ケース内に、SOX 、NOX 、又はCOX 等の
異なるガスを検出する複数の前記センサ素子が収納さ
れ、二種以上のガスを検知するようにしてもよい。第1
実施例のような封止型のガスセンサ装置では、個別に形
成された複数のセンサ素子を、煙道ガスが各センサ素子
の検知面に接触できるように並列させて収納すればよ
い。また、投げ込み型のガスセンサ置では、図4に示す
ように、煙道ガスが貫通孔12a等で流通できるため、
個別に形成された複数のセンサ素子10A、10Bをス
ペーサ(筒状スペーサ34)を介して直列に重ねたよう
に、ケース(筒状ケース32)内に収納してもよい。
In the above embodiment, one sensor element
The case where a kind of gas is detected by the child 10 has been described.
However, the present invention is not limited to this. For example, one sensor element
But SO X, NOXOr COXDetect different gases such as
To detect two or more types of gases
It may be a composite gas sensor element. Even better
In the case, SOX, NOXOr COXEtc.
A plurality of the sensor elements for detecting different gases are housed.
Alternatively, two or more gases may be detected. First
In a sealed gas sensor device such as the embodiment,
The flue gas passes through each sensor element
Can be stored in parallel so that it can touch the sensing surface of
No. FIG. 4 shows a throw-in type gas sensor device.
As described above, since the flue gas can flow through the through holes 12a and the like,
A plurality of individually formed sensor elements 10A and 10B
As if they were stacked in series via a pacer (cylindrical spacer 34)
Alternatively, it may be stored in a case (tubular case 32).

【0037】以上の説明では、イットリア安定化ジルコ
ニアセラミックスを固体電解質とし、硫酸塩、炭酸塩、
硝酸塩を溶融塩としたガスセンサ装置を対象にしたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、他の固体電解
質等を構成要素とするガスセンサ装置に適用できるのは
勿論のことである。例えば、固体電解質としては、Na
+β−アルミナまたはNASICON(Na-super ionic
conductor)を用い、副電極を構成する溶融塩として炭
酸ナトリウム(Na2CO3)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、硝酸
ナトリウム(NaNO3) を用いたものがある。これによれ
ば、溶融塩の種類に応じてCOX 、SOX 、NOX を検
出できる。また、他の固体電解質としては、フッ化物イ
オン伝導体、Ag+およびCu+伝導体、Li+伝導
体、プロトン伝導体を用いることができる。以上本発明
の好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものでなく、発明の精神を逸脱しな
い範囲内で多くの改変を施し得ることは勿論である。
In the above description, yttria-stabilized zirconia ceramics is used as a solid electrolyte, and sulfate, carbonate,
Although the target was a gas sensor device using nitrate as a molten salt,
The present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to a gas sensor device having another solid electrolyte or the like as a component. For example, as the solid electrolyte, Na
+ Β-alumina or NASICON (Na-super ionic
and sodium salt (Na 2 CO 3 ), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), and sodium nitrate (NaNO 3 ) as a molten salt constituting the sub-electrode. According to this, CO X , SO X , and NO X can be detected according to the type of the molten salt. Further, as other solid electrolytes, a fluoride ion conductor, an Ag + and Cu + conductor, a Li + conductor, and a proton conductor can be used. Although various preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明に係るガスセンサ装置によれば、
ケース内に、煙道ガスを前記センサ素子の検知面に接触
可能に、センサ素子と触媒ユニットとを、スペーサによ
って所定の位置に収納することができる。従って、本発
明によれば、センサ素子や触媒ユニット等の収納部材の
一部が故障した際には分解して容易且つ適切に交換で
き、また、ガスセンサ装置を製造する際には容易に組み
立てることができるという著効を奏する。
According to the gas sensor device of the present invention,
In the case, the sensor element and the catalyst unit can be housed in a predetermined position by a spacer so that the flue gas can contact the detection surface of the sensor element. Therefore, according to the present invention, when a part of a storage member such as a sensor element or a catalyst unit breaks down, it can be disassembled and easily and appropriately replaced, and can be easily assembled when manufacturing a gas sensor device. It has a significant effect that it can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るガスセンサ装置の第1実施例を説
明するための概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a first embodiment of a gas sensor device according to the present invention.

【図2】本発明に係るガスセンサ装置の第2実施例を説
明するための概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a second embodiment of the gas sensor device according to the present invention.

【図3】本発明に係るガスセンサ装置の第3実施例を説
明するための断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating a third embodiment of the gas sensor device according to the present invention.

【図4】本発明に係るガスセンサ装置の他の実施例を説
明するための断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining another embodiment of the gas sensor device according to the present invention.

【図5】従来のガスセンサ装置を説明するための概略図
である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a conventional gas sensor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 センサ素子 12 固体電解質の基材 13 検知電極 14 混合体 16 銀電極 18 参照電極 24 フィルタ 30 触媒ユニット 32 筒状ケース 34 筒状スペーサ 36 保持手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sensor element 12 Solid electrolyte base material 13 Detection electrode 14 Mixture 16 Silver electrode 18 Reference electrode 24 Filter 30 Catalyst unit 32 Cylindrical case 34 Cylindrical spacer 36 Holding means

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質を用い、酸化触媒に接触させ
た煙道ガスに含有する特定の酸化成分を検出するガスセ
ンサ装置において、 前記固体電解質の基材を備え、前記煙道ガスに接触して
起電力を発生するセンサ素子と、 前記酸化触媒を備える触媒ユニットと、 前記煙道ガスを前記センサ素子の検知面に接触可能に、
前記センサ素子と前記触媒ユニットとを収納するケース
と、 前記ケース内のセンサ素子の両側等に収納され、前記セ
ンサ素子と前記触媒ユニットとを所定の位置に配置する
スペーサとを具備することを特徴とするガスセンサ装
置。
1. A gas sensor device for detecting a specific oxidizing component contained in a flue gas brought into contact with an oxidation catalyst using a solid electrolyte, comprising: a solid electrolyte base material; A sensor element that generates an electromotive force, a catalyst unit including the oxidation catalyst, and the flue gas can be brought into contact with a detection surface of the sensor element.
A case that houses the sensor element and the catalyst unit; and a spacer that is housed on both sides of the sensor element in the case and arranges the sensor element and the catalyst unit at predetermined positions. Gas sensor device.
【請求項2】 前記センサ素子及び前記触媒ユニットを
交換可能にケース内に保持する保持手段を具備すること
を特徴とする請求項1記載のガスセンサ装置。
2. The gas sensor device according to claim 1, further comprising holding means for holding the sensor element and the catalyst unit in a case in a replaceable manner.
【請求項3】 煤煙が除去された煙道ガスを前記センサ
素子の検知面に接触可能にする煤煙除去用のフィルタ
を、前記ケース内に該ケースの煙道ガスの導入口からセ
ンサ素子までの間に具備することを特徴とする1又は2
記載のガスセンサ装置。
3. A filter for removing soot from which flue gas from which soot has been removed can be brought into contact with the detection surface of the sensor element. 1 or 2 characterized by being provided between
The gas sensor device according to claim 1.
【請求項4】 前記ケースが、前記固体電解質等を所定
温度まで加熱するヒータの機能を併せもつことを特徴と
する請求項1、2又は3記載のガスセンサ装置。
4. The gas sensor device according to claim 1, wherein the case has a function of a heater for heating the solid electrolyte or the like to a predetermined temperature.
【請求項5】 前記センサ素子が、固体電解質の基材の
一面側に煙道ガスと接触する検知電極が設けられている
と共に、前記基材の他面側に参照電極が設けられている
ことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のガスセ
ンサ装置。
5. The sensor element according to claim 1, wherein a sensing electrode for contacting the flue gas is provided on one surface side of the solid electrolyte base material, and a reference electrode is provided on the other surface side of the base material. The gas sensor device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein
【請求項6】 前記固体電解質の基材が、円板状である
ことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載のガ
スセンサ装置。
6. The gas sensor device according to claim 1, wherein the substrate of the solid electrolyte has a disk shape.
【請求項7】 前記触媒ユニットが、白金網体を備える
筒状であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5
又は6記載のガスセンサ装置。
7. The catalyst unit according to claim 1, wherein the catalyst unit has a cylindrical shape provided with a platinum net.
Or the gas sensor device according to 6.
【請求項8】 前記フィルタが、円板状に形成され、表
面及びその内部に酸化触媒である白金及び/又はパラジ
ウムが担持されたポーラス状のセラミックス体であるこ
とを特徴とする請求項2、3、4、5、6又は7記載の
ガスセンサ装置。
8. The filter according to claim 2, wherein the filter is a porous ceramic body formed in a disk shape and carrying platinum and / or palladium as an oxidation catalyst on the surface and inside thereof. The gas sensor device according to 3, 4, 5, 6, or 7.
【請求項9】 前記ケースが、筒状であることを特徴と
する請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載のガ
スセンサ装置。
9. The gas sensor device according to claim 1, wherein the case has a cylindrical shape.
【請求項10】 前記スペーサが、筒状であることを特
徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9
記載のガスセンサ装置。
10. The spacer according to claim 1, wherein the spacer has a cylindrical shape.
The gas sensor device according to claim 1.
【請求項11】 前記センサ素子が、SOX 、NOX
又はCOX 等の異なるガスを検出する複数の検知領域を
有し、二種以上のガスを検知することを特徴とする請求
項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の
ガスセンサ装置。
11. The sensor element according to claim 1, wherein said sensor element comprises SO X , NO X ,
Or a plurality of detection regions for detecting a different gas of CO X, etc., claim and detecting two or more gases 1,2,3,4,5,6,7,8,9 Or the gas sensor device according to 10.
【請求項12】 前記ケース内に、SOX 、NOX 、又
はCOX 等の異なるガスを検出する複数の前記センサ素
子が収納され、二種以上のガスを検知することを特徴と
する請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
又は11記載のガスセンサ装置。
12. A plurality of the sensor elements for detecting different gases such as SO X , NO X , and CO X are housed in the case, and two or more kinds of gases are detected. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
Or the gas sensor device according to 11.
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