JPS5853752A - ハロゲン化炭化水素ガス漏洩検知素子 - Google Patents

ハロゲン化炭化水素ガス漏洩検知素子

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JPS5853752A
JPS5853752A JP56150795A JP15079581A JPS5853752A JP S5853752 A JPS5853752 A JP S5853752A JP 56150795 A JP56150795 A JP 56150795A JP 15079581 A JP15079581 A JP 15079581A JP S5853752 A JPS5853752 A JP S5853752A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス検知素子に係抄、特に各種装置。
配管系からの微量の漏洩ガスを検知し、かつ漏洩箇所を
探索するのく適したガス漏洩検知素子〈関する。
現在冷凍器、空調器等の冷媒ガスとしてハロゲン化炭化
水素ガスが広く用いられている。ハロゲン化炭化水素は
炭化水素分子のHをCI、F等に依って置換し九化学式
を紳ち、代表的なものにはR−12(CCjzFz)、
R−22(CHCjF2) すE カIh If ラt
L ル。
これらは化学的、熱的(きわめて安定で、人体にも無害
であ秒、冷凍サイクルに使用し九場合優れ九熱力学的特
性を示す。
冷凍サイクルでは上述の様なハロゲン化炭化水素の圧縮
膨張をく9返し、冷凍作用を起こさせるが、この際圧縮
器やラジェータ、配管などから微量のハロゲン化炭化水
素が漏洩する事がある。これを放置すると除々に冷媒ガ
スが減少するため冷凍サイクルは効率が低下し、遂には
その機能を停止する事になる。従ってこれらの機器を工
場生産する際には厳重・な管理が必要であるが、tた定
期的(配管系に泊ってもれ箇所を点検する事が望ましい
、41に自動車等の冷房に用いられる冷凍サイクルに於
ては走行中の振動等による漏洩が起る可能性が強く、漏
洩箇所を簡単に発見できる検出装置が望まれていた。
一般に上述の如き冷凍器は重量4重く%ま九−か所に固
定するなり、車載するなりの方法で用いられるため簡単
に、その向きを変更し九や逆転したりして点検する事は
不可能である。その上漏洩箇所はきわめて小さく通常は
目視、拡大銃等で発見される事はない、tた配管等もこ
み入り九構造をしている丸め漏洩を検出する素子はでき
るだけ小型である事が望まれる。を九漏洩箇所め特定を
するためには°配管等に沿って検出素子を動かすため検
出端はできるだけ細い方が望ましい。
さらに取扱いを手軽にするため小型の電池動作が可能で
ある事が必要である。感度はもちろん高い程望ましいが
、現在使われている冷凍機の耐用年数からみて10 ’
cc/sec程度(25℃1気圧)の漏洩が検出できる
事が必要である。
現在までにいくつかのハロゲン化炭化水素ガス検出器が
提案されている。その代表的な例について簡単に説明す
る。
ハロゲントーチランプと呼ばれる検出器は一種の灸色反
応を利用したもので、火炎中く金属鋼を設置し、ハロゲ
ンガス嬉混入すると炎の色が変化する事を利用して−る
。この方法は簡便な方法であるが、漏洩の有無を目視に
よシ判定する丸め誤差カ多く、検出限界も16 ”cc
/sec (25℃1気FE)程度である。
次に高圧放電を利用するものも提案されて−る。この方
法は空気中にさらされた電極間に数百ボルトの高圧をか
け、放電を起こさせる。この電極間にハロゲン化炭化水
素ガスが流入すると、放電が停止する。
従ってこの放電電流の変化を検出する事に依り。
漏洩の検出ができ、1 G’−” cc/sec (2
5℃、1気圧)程度まで十分実用(なる、しかしながら
と■方式は放電を利用するため、風などの外的条件に・
よって漏洩が無くとも信号と発するなどの難点を有する
一方十分に検出感度の高いものとして陽イオン放出型と
呼ばれる検出方式がある。Na+Kを含む磁器を高温(
800℃)に加熱しておき、この磁器から一定間隔をお
いて金属の電極を設ける。
磁器と電極の間に高圧(〜約300V)をかけておくと
ハロゲン化炭化水素ガスが磁器表面で高温のため反応し
、磁器中のNa 、 K等がイオンとして放出され、こ
れが高圧によって金属電極にひきよせられ捕獲される。
従ってこのイオン電流の検出を行うことにより漏洩が検
出できる。この場合の検。
出限界は10 ’cc/sec (25℃−気圧)以下
できわめて高感度でちる。しかしながらこの方式は上述
の如く磁器を高温(〜800℃)にしなくてはならぬ事
、高圧を必要とするため電池動作で用いる事ができず、
電源コードが必要になる。を九同じ理由で素子も大型と
なり、かつ電極材料も高!に耐える金属(通常白金)が
用いられるため価格も高い、又酸素イオン導電性固体電
解質を用いるガス検知素子として、板状の前記固体電解
質表面に分離し九一対の電極を設け、一方の電極表面に
CO,プロパンガス等の可燃性ガスに対して酸化能を有
する多孔質の酸化触媒を設けたものが知られている。
(特開叩54−146690号)、上記のガス検知素子
では空間雰囲気における平均的なガス量の検出を行う事
は出来るが本願の如く、特〈微少箇所からのガス漏洩を
検知する事は極めて困難でありた。
本発明は上述の点に饋み、小型で高性能なガス漏洩検知
素子を提供する事を目的とする。
本発明は両端KyR口部を有し、一端がガス導入口、他
端がガス導出口となる管状の酸素イオン導電性固体電解
質からなるガス感応体と、前記ガス感応体の内外両1i
1に設けられた一対の電極と、加熱用ヒーターと、被検
出ガスと接する前記内面電極表面に設けられた触媒層と
を真備し、かつ前記外面電極が基準ガスと接するガス漏
洩検知素子である。
つまし本発明(おいては第1図に断面的に示す如(Zr
O2を主c分としZrO2−Y2O2−、ZrO2−C
aO等からなる管状の酸素イオン導電性固体電解# (
1)の外表面及び内表面に一対の電極+23 、 (3
)が設けられて−る。この内の内機filに設けられた
電極(3)表[K”a例えばV2O5−MoO3をr−
A12osに担持せしめ九触媒11(4)が設けられて
いる。
なお触媒層14)は被検出ガスの種類にょ秒適宜遺択す
レルカ、CCl2F!#a(CIF2等テ゛示すレルハ
ログン化炭化水素ガスの漏洩を検知する場合には、上記
V2O5−MeO3をr  k1203yc担持させた
触媒を用いる事によ抄他の■、C2H50H等の有機ガ
スと接触した場合に酸素イオン導電性固体電解質によ抄
発生する起電力の極性が異な秒、極めて良好な選択性が
得る事が出来る。
なお、上記V20B−Mo03をr −Aj20B K
担持させた触媒を用いる場合はr−IJxos担体に対
し、バナジウム閏を0.1〜50Wtl、このバナジウ
ム〈対しMo /V f) rfi子比が0.05〜0
.5となるようにモリブデン(Mo)を担持させたもの
を用い、特にVが10vrt 51 、 Mo /V=
 1 / 10のとき、きわめて大きな感度を示す。
例えばとのVzoB−MeO2をr −AJI!03 
K 担持−g−1−た触媒を用−各種ガス(対する極性
を測定した結果を表く示す。
以下余白 ることなく大気に!Iしている為、酸素分圧は嫌とんど
変化しない。
つ壇シ本発明に係るガス漏洩検知素子では第1図中の矢
印の如く被検出ガスが管状の酸素イオン導電性固体電解
質中空部に導入、導出し触媒層(4)との接触によ抄被
検出ガスは分解する。この時、同時に吸入し九酸素及び
触媒層や多孔質電極に吸着された酸素を消費し、内表面
上の電極近傍における酸素分圧が降下する。
この結果、内面電極(3)と外面電極+2)との関に酸
素分圧の差を生じ起電力を発生するというものである。
なお1本発明における加熱用ヒーター(7)は酸素イオ
ン導電性固体重等質を所定温度(加熱するものであれば
よく、例えばl51rIAに示す如く、素子外周近傍に
配設して4よいし、又管状中空部に設けてもよい(図示
せず)、実用上は加熱用ヒーターをリン酸アル之ニウム
、ケイ酸ナトリウムの少なくとも一種を主成分とする無
機接着剤中に埋設し外面電極表面に設ける事が好ましい
、これは上記!l’llフルミニウム、ケイ酸ナトリウ
ム等を接。
着剤として用いる事くより、塗布時には外面電極(もし
くは酸素イオン導電性固体電解質)と優れた粘着性を有
し、かつ乾燥又は焼結後は気体透過状に本発明において
基準ガスと接する外面電極はけ通常第1図に示す如く空
気中に露出させておく事ができる。つま抄本願の如く管
体内部と外8部(雰囲気)Kおける酸素分圧を比較する
場合には、外部電極はほとんど被検出ガスの影響を受け
ない為、空気雰囲気を基準ガスとして扱う事ができる。
なお−噛の嵩感度を得たい場合には第2図KIIFlf
的に示す如く、被検出ガスが直接外部電極12)に接触
する事のない様に覆illを設ける事もできる。なシこ
の覆aQは、ガスの漏洩検知に悪影響をおよぼさないも
のであれば金属、セラミックス等で構成する事ができ、
又形状も被検出ガスが直接的に接し一一形状であれば適
宜選択する事ができる。
以下本発明に係る実施例を用いて説明する拳実施例−1 第1図に断面的に示す構造において、酸素イオン導電性
固体電解質(1)としてy2o、、を5〜8 ml −
含むZrO2を用い、電極+2) 、 (3)にペース
ト状白金を焼付け、さら(内面電極(3)表面にはノ(
ナジウムモ9 )f’y触媒V/Ajz03O比カ10
wt−、V/Mo 4ル比が0.1からなる触媒層(4
)を設けた。この様にして得九素子を約450℃に加熱
し、/−四グン化炭化水素ガスとしてのCCC12F 
、CHCl 2F2 に対する検出限界を測定した。
この結果第3図からも明らかな如(s ccl!y=(
曲線a)に対する検出限界は6X1G ’cc/5ec
XGIChFt K対tル検出限界バー8X10 ’e
c/secとなりてい九。
比較例 上記実施例−1と同一材料を用い、構造を第4図に断面
的に示す如く平板状の酸素イ゛オン導電性固体電解質(
2fJの両面に電極働(至)を設け、さらに一方の電極
局表面(触媒層(2)を設は九。この素子〈ついて実施
例1と同様の測定を行った結果をt83図中に曲線−〇
として示す。
実施例−2 上記実施例−1の素子に、@2図(断面的に示す如く外
面電極(2)に被検出ガスが接する事が少ない様に金属
製の覆0呻を設けた。この場合静的条件(おける測定に
おいては第3図曲線すの如き感度が得られたが、配管に
沿って矢印の如く吸引を行った場合(は感度、分解能に
おいて顕著な差を生じたこの結果を第5図に示す、なお
第5図は被検出ガスの搬送用パイプ−沿っ九位置を横軸
とした場合の被検出ガス接触による出力信号(縦軸)を
示したものであり、横軸中入はガス漏れ箇所を示す。
また第5図中曲線麿は実施例−IKよる結果を示しt゛
曲線は実施例−2による結果を示す。
以上の結果から明ら、±鷹−却〈実施例−2の如く復員
を設ける事(より、漏洩ガス検出による出力、分解能が
向上している。
実施例−3 第6図(断面的(示す如く上記実施例−1の素子におい
て、加熱用ヒーターとして素子外表面(リン酸アル建ニ
ウム、・ケイ酸ナトリウムの少なくと一一種を主成分と
する無機接着剤I中に埋設されえヒーターOaを設は九
、この場合上記実施例−1と同様の感度を示し、さらに
高温動作中においても機械的強度、特に耐振動性に優れ
九素子が得られ丸。
実施例−4 第7図に断面的に示す如く、上記実施例−3の素子にお
いて実施例−1と同様の触媒を内面電極(3)に対応す
る部位に充填した触媒層口1を設けた。
こや場合11g11中曲線−の如く上記実施例−3以上
の検出感度を有するが、応答時間は多少長くなうえ。
なか上記実施例以外に覆t1G、ヒーター、触媒11等
は適宜その形状等を賓える得事は首うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第6図、第7図は本発明に係ガス漏洩
検知素子の構造例を示す断面図、第3図。 第・5図は本発明に係るガス漏洩検知素子の特性例を示
す曲線図、第4図は比較例を示す素子の断面図、 1・・・酸素イオン導電性固体電解質からなるガス感応
体、2・・・外面電極、3・・・内面電極、4.13・
・・触媒層、7.12・・・加熱用ヒーター。 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)両端に開口部を有し、一端がガス導入口、他端がガ
    ス導出口となる管状の酸素イオン導電性固体電解質から
    なるガス感応体と、 前記ガス感応体の内外両面に設けられた一対の電極と、
    加熱用ヒーターと、被検出ガスと接する前記内面電極機
    [K設けられ九触媒層とを真備し。 かつ前記外面電極が基準ガスと接する事を特徴としたガ
    ス漏洩検知素子。 2)4IIFlll求O範1ffi第1 項Kkイテ、
    Vz05−Mo03r −AJ203に担持させた触媒
    −を用いた事を特徴とするガス漏洩検知素子。
JP56150795A 1981-09-25 1981-09-25 ハロゲン化炭化水素ガス漏洩検知素子 Granted JPS5853752A (ja)

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EP82108705A EP0075835B1 (en) 1981-09-25 1982-09-21 Gas leak detector
DE8282108705T DE3274387D1 (en) 1981-09-25 1982-09-21 Gas leak detector
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