JPS5847408Y2 - ガスケイホウソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、温度、湿度等の環境条件が変化しても動作
点が変動しないようにし、かつ既製品にも容易に装着で
きるようにしたガス警報装置に関するものである。

第１図は従来のガス警報装置の一例を示すもので、１は
商用電源、２は電源変圧器で一次巻線３と二次巻線４と
を備えている。

５はガス検出素子で、通常半導体形のものが用いられ、
その構成は通常、２個の同一仕様のコイル状に巻いた白
金、パラジウムのような貴金属、またはこれらの合金線
からなる電極６，７を適当な間隔を置いて平行に配置し
、これをＳｎＯ２，ＺｎＯ等の金属酸化物半導体８で一
体に覆ったものである。

そして一方の電極６は電源変圧器２の二次巻線４に接続
される。

９はブザで電極７と商用電源１との間に接続される。

なお、１０は定電圧放電管、１１は抵抗器、１２はヒユ
ーズである。

その動作を説明すると、使用時には二次巻線４により電
極６に１．０〜１．５ｖの電圧を加えて電極６をヒータ
として発熱させ、金属酸化物半導体８を２００〜３００
℃に加熱しておく。

この状態にあるとき、ガスが金属酸化物半導体８に吸着
されるとその電気抵抗は急激に低下する。

したがって両電極６．７間は低抵抗となり、ブザ９は商
用電源１によって鳴動し、ガスが検知されたことを報知
する。

上記のようなガス警報装置は、感度がよく、かつ安価な
ためプロパンガス爆発事故防止用として急速に普及しつ
つある。

ところがこのような半導体形のガス検出素子を用いたガ
ス警報装置の問題点の一つは、警報を発すべきガス濃度
（以下警報濃度という）が温度や湿度によって変化する
ことである。

すなわち、例えば０℃以下のような絶対湿度の極めて小
さい範囲においてはガス感度は低下し、高温、高温とな
るにしたがってガス感度は上昇する。

警報濃度でいえば低温では高く、高温、高温では低くな
ってしまう。

上記警報濃度が変化する原因について説明する。

第１図のガス警報装置に使用されているガス検出素子５
の特性を測定すると、第２図に示すようになる。

すなわち、横軸は温度Ｔを示し、縦軸は負荷両端の電圧
Ｅを示す。

この場合、負荷として第１図のブザ９の代りに２に、Ｑ
の抵抗器を用い、商用電源１として１００ Ｖを用いた
。

そして測定ガスとしてイソブタン０．１％（体積）を使
用した。

乾燥空気中での特性は曲線Ａのようになり、温度を制御
しない場合には曲線Ｂのようになる。

曲線Ｂの場合の４０℃における相対湿度ＲＨは９０％で
ある。

ガス検出素子５の特性が上記のようであるので、これを
用いて構成した第１図のガス警報装置の温度Ｔに対する
ガスの警報濃度Ｐは第３図の曲線■に示すようになる。

すなわち、−１０℃では警報濃度Ｐは０．３１％である
のに、３０℃では０．１４％となる。

このように従来のガス警報器は製造時に標準の状況で一
定の警報濃度に設定した場合でも、温度。

湿度等の環境条件の変化によって警報濃度が変動してし
まう欠点があった。

このような欠点を除去するために通常考えられてる手段
として、バイメタルやサーミスタ等の素子を組込んで補
償することがあげられるが、従来はバイメタルをブザの
振動板の支持部分としてカシメ等により固着しており、
また、サーミスタを用いるものも当初から構造的９回路
的に組込まれており、したがって、いずれも既製品に簡
単に取付けることができないばかりでなく、いずれも全
体に占める価格の割合が大きく、コストアップを避ける
ことができなかった。

この考案は上述の点にかんがみなされたもので、簡単な
構成で、安価に上記警報濃度の変動を抑えるようにした
ものである。

以下この考案について説明する。

第４図はこの考案の要部であるブザ９の実施例の詳細を
示すものである。

この図において、１３は電磁コイル、１４は鉄心、１５
は継鉄、］６は振動片、１７は調整ねしである。

振動片１６の一端を接合した継鉄１５の上部ａにめねじ
を設け、これに調整ねじ１７を螺合しである。

１８はバイメタルで、調整ねじ１７の先端と継鉄１５の
下部すとの間、すなわち、調整ねし１７の調整力が作用
する部位に介在している。

バイメタル１８は第５図に詳細に示すように、上方に凸
になるようにわん曲しており、上面に形成された凹部１
９に調整ねじ１７の先端が係合している。

上方に凸になるようにバイメタル１８を形成するには、
例えば０℃で平面になるように形威し、さらに上側の金
属板１８ ａの熱膨張係数を下側の金属板１８ｂの熱膨
張係数より大きくしておくと、常温においては第４図、
第５図に示すように上方に凸になるようにわん曲する。

このため、常温では継鉄１５との間にギャップｇが形成
される。

このように形成されたバイメタル１８を介在させて調整
ねじ１７をねじ込んでゆくと、それにつれて継鉄１５は
拡開するようになり、ねじ込みの大きさによって振動片
１６の先端と鉄心１４とのギャップＧを調整することが
できる。

この構成において、環境条件の変化によって温度が上昇
すると、バイメタル１８は次第にわん曲の度合が大きく
なる。

すなわち、ギャップｇが大きくなる。

そのためギャップＧも大きくなり、動作始点は自動的に
高くなり、温度上昇に伴うガス検出素子５（第１図）の
感度上昇を自動的に補償する。

したがって第３図の曲線ＩＩに示すような特性に改善さ
れる。

第４図の実施例は調整ねじ１７を温度上昇時にバイメタ
ル１８が押し上げるようにしてギャップＧを大とするも
のであるが、これと逆に構成した第６図のような場合に
もこの考案は実施することができる。

すなわち、第６図では継鉄１５の上部ａにばか孔をあけ
、このばか孔に対応して下部すにめねじを形成し、調整
ねじ１７の頭の下と振動片１６との間、すなわち、調整
ねじ１７の調整力が作用する部位にバイメタル１８を介
在させてから、調整ねじ１７を貫通させて前記めねしに
螺合するもので゛、この場合は調整ねじ１７をねじ込む
程ギャップＧは小さくなる。

そして、バイメタル１８としては第７図に示すように、
上側の金属板１８ ａの熱膨張係数が下側の金属板１８
ｂより小さくなるようにし、常温で図のようにわん曲し
ておくようにし、貫通孔２０を形成しておく。

温度が上るにつれてバイメタル１８のわん曲の度合は小
さくなるから、継鉄１５は外方に拡開しようとする自己
のスブリングカで゛開き、そのためギャップＧは大きく
なる。

第８図、第９図はブザ９の他の実施例をそれぞれ示すも
のである。

これらの実施例では継鉄１５の外側にコの字状の部分を
設け、これに調整ねし１７を取付けた場合であり、第８
図では調整ねじ１７の先端と継鉄１５との間にバイメタ
ル１８を介在させたものであり、第９図では調整ねじ１
７の頭の下と振動片１６との間にバイメタル１８を介在
させたものである。

そして、第８図のバイメタル１８は第６図の実施例と同
じく温度上昇につれて次第にわん曲の度合が少なくなる
ものを用いる。

また、第９図の実施例のバイメタル１８は第４図の実施
例と同じく温度上昇につれてわん曲の度合が大きくなる
ものを用いるものとする。

いずれの場合でも、継鉄１５のコの字状の部分はスプリ
ング力で内方（第８図）または外方（第９図）に力を１
動かせているようにする。

この考案はブザ９にバイメタル１８を設ければよいから
特に第１０図に示すような最小構成要素からなるガス警
報装置に適用するのに好適である。

すなわち、第１０図の実施例ではガス検出素子５′とし
て、加熱用のヒータのないものを用い、第１図の電源変
圧器２を不要としたものである。

ガス検出素子５′は、第１１図に示すようにセラミック
スのような電気絶縁性および耐熱性のよい材料からなる
棒または筒の支持体２１の両端に貴金属またはそれらの
合金からなるキャップ、環等の電極２２を設け、これに
リード線２３を接続する。

金属リボンで電極２２を環状にする場合には、その一端
を延長してリード線２３としてもよい。

そして支持体２１と電極２２とを一体に覆うようにＺｎ
Ｏ。

ＳｎＯ２等の金属酸化物半導体を塗布焼成し、半導体層
２４を形成する。

そして図示はしていないが火炎防止用の金網または焼結
合金のカバーを施して使用する。

さて、第１０図の実施例ではガス検出素子５′には自己
加熱により常時所定温度に加熱されており、ガス吸着に
よりその電気抵抗値は低くなるとブザ９が鳴るもので、
第１図の例と全く同じ動作を最小限の素子で実現してい
る。

このような実施例のガス警報器では、サーミスタ等を用
いて回路的に温度変化による特性の補償を行うとすれば
、補償部分のコストが本体のコス１〜より高くなってし
まうおそれがあるばかりでなく、小形化の点からも好ま
しくない。

しかし、この考案によればバイメタル１８を設けるだけ
でよいので、上記の問題は全く起らない。

なお、以上の実施例は警報器としてブザ９の場合を示し
たが、この考案はその他、ベル、表示灯等の他の警報器
でもよく、要は調整ねしによって動作始点を連続的に調
整しうるものであればよいことは明らかで゛ある。

また、バイメタル１８としては、継鉄１５に一端または
両端を溶接等により固着してもよく、要は調整ねじの調
整力が作用する部位に装着されていればよい。

以上詳細に説明したように、この考案は警報器の調整ね
しとその支持部材とを、常温において凸にわん曲した小
形のバイメタルにより相対的に熱膨張により移動せしめ
るようにしたので、半導体形のガス検出素子の環境条件
による特性の変化を自動的に補償できる。

しかも、バイメタルは調整ねじの調整力が作用する部位
に装着すればよいので、特別の構成を付加する必要がな
いため、殆んどコストを上げることな〈実施でき、かつ
既製品への適用もきわめて簡単であるなど、幾多の利点
を有するもので、この種の半導体のガス検出素子を用い
たガス警報器の特性を一段の高めうる点でその意義はき
わめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス警報装置の一例を示す回路図、第２
図は半導体形のガス検出素子の温度に対する出力の関係
を示す特性図、第３図はガス警報装置の温度に対する警
報濃度の関係を示す特性図、第４図はこの考案の一実施
例における要部であるブザの側面図、第５図は第４図の
部分拡大図、第６図はこの考案のブザの他の実施例を示
す側面図、第７図は第６図の部分拡大図、第８図、第９
図はそれぞれこの考案の他の実施例を示す側面図、第１
０図はこの考案のガス警報装置の一実施例を示す回路図
、第１１図は第１０図の実施例におけるガス検出素子の
構成を示す断面図である。 図中、１は商用電源、５，５′はガス検出素子、９はブ
ザ、１４は鉄心、１５は継鉄、１６は振動片、１７は調
整ねし、］８はバイメタル、１９は凹部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 半導体形のガス検出素子と、ガス吸着による前記ガス検
   出素子の抵抗値変化により作動する警報器とを備えたガ
   ス警報装置であって、前記警報器はコの字形の継鉄の一
   端に振動片の一端が固定され前記振動片の他端側を電磁
   コイルによりこの電流コイルに流れる電流に応じて吸着
   して発音させ、さらに前記コの字形の継鉄の対向辺の間
   隔を調整ねじの回動により調整し動作始点を連続的に調
   整しうる構造のものにおいて、前記動作始点の環境条件
   の変化による変動を周囲温度の変化による変形により自
   動的に補正せしめるため常温において上方に凸にわん曲
   した小形のバイメタルを前記調整ねじの調整力が作用す
   る部位に装着したことを特徴とするガス警報装置。