(57)【要約】【課題】恒温恒湿槽等の様々な温湿度環境下に晒されていた検知対象ガスであっても、ガス濃度が異常値であるかを正確に検知できるようにする。【解決手段】恒温恒湿槽１０の試験室２２内から取り出した高温多湿のサンプリング空気を、冷却装置３０のペルチェ素子３５により冷却し且つ除湿することで、検知装置５０に供給するサンプリング空気を、検知装置５０において検知対象ガスの濃度が異常値であるかを正確に検知するために必要な温度条件及び湿度条件に設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプリング空気中に含まれる検知対象ガスの濃度が異常値であることを検知する検知手段を有する異常検知システムであって、
前記検知手段にサンプリング空気を供給する供給通路の上流側に設けられ、該検知手段に供給するサンプリング空気を冷却する冷却手段を備え、
前記冷却手段は、
下流端が前記供給通路の上流側に接続され、サンプリング空気が流通する冷却通路と、
前記冷却通路内を流通するサンプリング空気を、電圧が印可されることで生じる熱電効果によって冷却するペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子によって結露させたサンプリング空気中の水分を前記冷却通路内から排水する排水通路と、
前記ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可又は停止する制御手段とを有することを特徴とする異常検知システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記ペルチェ素子の低温部の表面温度を検出するペルチェ温度センサを備え、
前記制御手段は、前記ペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定の下限温度以下になったときに前記ペルチェ素子に対する電圧の印加を停止する一方、所定の上限温度以上になったときに該ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可するように構成されていることを特徴とする異常検知システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記冷却手段の下流側に配置され、前記供給通路内を流通するサンプリング空気の温度を検出する供給温度センサを備え、
前記制御手段は、前記供給温度センサで検出された検出温度が所定温度以上の場合に、前記ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可するように構成されていることを特徴とする異常検知システム。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記ペルチェ素子の高温部に設けられ、送風動作によって該高温部の熱を放熱する送風手段を備え、
前記送風手段は、前記制御手段による前記ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可又は停止する制御動作とは独立して、連続的に送風動作を行うように構成されていることを特徴とする異常検知システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記送風手段は、前記供給通路に向かって送風動作を行うように構成されていることを特徴とする異常検知システム。
【請求項６】
請求項２乃至５のうち何れか１項において、
オペレータに対して所定の警報動作を行う警報手段を備え、
前記制御手段は、前記ペルチェ素子への電圧の印加を停止させてから前記ペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定温度以下である場合に、前記警報手段を作動させて所定の警報動作を行うように構成されていることを特徴とする異常検知システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記制御手段は、前記ペルチェ素子への電圧の印加を許可してから前記ペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定温度以上である場合に、前記警報手段を作動させて所定の警報動作を行うように構成されていることを特徴とする異常検知システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のうち何れか１項において、
試験室内を所定の温度に保つ恒温槽、又は該試験室内を所定の温度及び湿度に保つ恒温恒湿槽を備え、
前記恒温槽又は前記恒温恒湿槽は、前記試験室内の空気をサンプリング空気として取り出すために、前記冷却手段の冷却通路の上流端に接続されていることを特徴とする異常検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常検知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば電子機器や電子・半導体部品の特性評価等のために用いられる試験装置として、試料を収容する試験室内を所定の温度及び湿度に保つための恒温恒湿槽が知られている。
【０００３】
こうした恒温恒湿槽では、例えば特許文献１に開示されているように、空気を加熱する加熱器、空気を冷却するための冷凍機、及び湿度を調整するための加湿器といった空調機器を制御して、試験室内に調和空気を供給することにより、その試験室内を所定の温度や所定の湿度に一定に保つようにしている。
【０００４】
このような恒温恒湿槽では、試験室内に設置した試料から可燃性ガスや一酸化炭素等の検知対象ガスが発生することがある。ここで、検知対象ガスが発生した状態で恒温恒湿槽の運転を継続すると、人体や環境に対して危険を及ぼすおそれ等がある。そこで、サンプリング空気中に含まれる検知対象ガスの濃度が異常値であることを検知する検知器を設けて、異常であると判定された場合には警報ブザーを鳴らしたり表示モニタにエラーメッセージを表示する等の警報動作を行ったり、槽内に設けられている換気装置や消火装置等を作動させることで、危険を回避できるようにしている。
【特許文献１】特開平７−１４００６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、検知器においてガス濃度が異常値であるかを正確に検知するためには、検知器に供給するサンプリング空気を、概ね常温付近（４０℃以下）の温度で且つ結露を起こさない湿度に設定する必要がある。
【０００６】
しかしながら、上述した恒温恒湿槽のように、様々な温湿度環境下に晒されていた高温多湿のサンプリング空気を検知器に直接供給した場合には、検知器が誤動作したり動作エラーとなる等、ガス濃度が異常値であるかを正確に検知することができないおそれがあった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、恒温恒湿槽等の様々な温湿度環境下に晒されていた検知対象ガスであっても、ガス濃度が異常値であるかを正確に検知できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するため、本発明は、高温多湿のサンプリング空気を冷却手段により冷却及び除湿し、冷却及び除湿した後のサンプリング空気を検知手段に供給するようにした。
【０００９】
具体的に、本発明は、サンプリング空気中に含まれる検知対象ガスの濃度が異常値であることを検知する検知手段を有する異常検知システムを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、前記検知手段にサンプリング空気を供給する供給通路の上流側に設けられ、該検知手段に供給するサンプリング空気を冷却する冷却手段を備え、
前記冷却手段は、
下流端が前記供給通路の上流側に接続され、サンプリング空気が流通する冷却通路と、
前記冷却通路内を流通するサンプリング空気を、電圧が印可されることで生じる熱電効果によって冷却するペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子によって結露させたサンプリング空気中の水分を前記冷却通路内から排水する排水通路と、
前記ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可又は停止する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１の発明では、供給通路の上流側には冷却手段が設けられており、冷却手段で冷却されたサンプリング空気が供給通路を介して検知手段に供給される。冷却手段は、冷却通路と、ペルチェ素子と、排水通路と、制御手段とを有している。冷却通路内を流通するサンプリング空気は、ペルチェ素子によって冷却される。ペルチェ素子の冷却により結露したサンプリング空気中の水分は、排水通路から排水される。ペルチェ素子は、制御手段により電圧の印加の許可又は停止が制御される。
【００１２】
このような構成とすれば、検知手段に供給するサンプリング空気を、検知手段において検知対象ガスの濃度が異常値であるかを正確に検知するために必要な温度条件及び湿度条件に設定することができる。具体的に、検知手段でガス濃度を正確に検知しようとすると、サンプリング空気を、概ね常温付近（４０℃以下）の温度で且つ結露を起こさない湿度に設定する必要がある。
【００１３】
そこで、本発明では、冷却手段の冷却通路を流通するサンプリング空気を、ペルチェ素子を用いて冷却させるようにしている。これにより、例えば、サンプリング空気が高温状態であった場合でも、温度を常温以下に低下させることができる。そして、常温以下に低下したサンプリング空気は、供給通路を流通する際に外気と熱交換され、検知手段に供給される前に常温付近まで温度が上昇することで相対湿度が低下して、検知手段においてガス濃度を正確に検知することができる。
【００１４】
また、サンプリング空気をペルチェ素子を用いて冷却させることで、例えば、サンプリング空気が多湿状態であった場合でも、サンプリング空気中の水分が冷却により結露して除湿されることとなる。これにより、検知手段にサンプリング空気を供給しても結露を起こすことがなく、検知手段においてガス濃度を正確に検知することができる。
【００１５】
また、冷却通路内で結露した結露水は、そのまま放置しておくと冷却通路内で冷却されて凍り付くことで冷却通路を塞いでしまい、サンプリング空気が冷却通路内をスムーズに流通できなくなるおそれがあるが、本発明では、冷却通路内の結露水が排水通路を介して排水されるため、このような不具合を解消することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１において、
前記ペルチェ素子の低温部の表面温度を検出するペルチェ温度センサを備え、
前記制御手段は、前記ペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定の下限温度以下になったときに前記ペルチェ素子に対する電圧の印加を停止する一方、所定の上限温度以上になったときに該ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項２の発明では、ペルチェ温度センサによりペルチェ素子の低温部の表面温度が検出される。そして、制御手段により、ペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定の下限温度以下になったときには、ペルチェ素子に対する電圧の印加が停止される。一方、所定の上限温度以上になったときには、ペルチェ素子に対する電圧の印加が許可される。
【００１８】
このような構成とすれば、ペルチェ素子の低温部の表面温度をサンプリング空気の冷却に必要な温度範囲内に設定することができる。また、ペルチェ素子がサンプリング空気を過度に冷却することで冷却通路内の水分が凍結して冷却通路を閉塞してしまうのを防止するために、ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可又は停止させるように制御したから、ペルチェ素子に対して常に電圧を印加した場合に比べて省電力化を図ることができる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、
前記冷却手段の下流側に配置され、前記供給通路内を流通するサンプリング空気の温度を検出する供給温度センサを備え、
前記制御手段は、前記供給温度センサで検出された検出温度が所定温度以上の場合に、前記ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可するように構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項３の発明では、冷却手段の下流側に配置された供給温度センサにより、供給通路内を流通するサンプリング空気の温度が検出される。そして、制御手段により、供給温度センサで検出された検出温度が所定温度以上の場合に、ペルチェ素子に対する電圧の印加が許可される。
【００２１】
このような構成とすれば、適切な温度に設定されたサンプリング空気を検知手段に対して供給することができる。具体的に、省電力化を図るためにペルチェ素子に対する電圧の印加を停止させているとき等には、冷却通路を流通するサンプリング空気が十分に冷却されないまま供給通路を介して検知手段に供給されてしまうおそれがある。しかしながら、本発明では、供給通路を流通するサンプリング空気の温度を供給温度センサで検出して、サンプリング空気が高温状態であると判断したときに、直ちにペルチェ素子に対して電圧を印加することで、検知手段においてガス濃度を正確に検知できる温度に設定することができる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項２又は３において、
前記ペルチェ素子の高温部に設けられ、送風動作によって該高温部の熱を放熱する送風手段を備え、
前記送風手段は、前記制御手段による前記ペルチェ素子に対する電圧の印加を許可又は停止する制御動作とは独立して、連続的に送風動作を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項４の発明では、ペルチェ素子の高温部には、送風動作によって高温部の熱を放熱する送風手段が設けられる。そして、制御手段により、ペルチェ素子に対する電圧の印加が許可又は停止される制御動作が行われるが、送風手段では、この制御動作とは独立して連続的に送風動作が行われる。
【００２４】
このような構成とすれば、ペルチェ素子の高温部の熱が送風手段により連続的に放熱されるため、ペルチェ素子に対する電圧の印加を停止した場合でも送風手段の送風動作が停止することはなく、ペルチェ素子の低温部における温度上昇の速度を遅くすることができる。このため、電圧の印加を停止してからペルチェ素子の低温部の表面温度が上昇して、再び電圧を印加させて冷却するまでの期間を長く確保することができ、省電力化を図る上で有利となる。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項４において、
前記送風手段は、前記供給通路に向かって送風動作を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項５の発明では、送風手段により、供給通路に向かって送風動作が行われる。このような構成とすれば、送風手段から送風される排熱によって供給通路内のサンプリング空気が温められることとなり、冷却手段で冷却したサンプリング空気を検知手段に供給する前に常温付近まですぐに上昇させて、相対湿度を低下させることができる。ここで、供給通路に対して送風を行うためには、供給通路をなす配管を送風手段の吹き出し位置を通るように取り回しを行うか、又は送風手段の吹き出し方向が供給通路に向かうように送風手段を配置すればよい。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項２乃至５のうち何れか１項において、
オペレータに対して所定の警報動作を行う警報手段を備え、
前記制御手段は、前記ペルチェ素子への電圧の印加を停止させてから前記ペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定温度以下である場合に、前記警報手段を作動させて所定の警報動作を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項６の発明では、ペルチェ素子への電圧の印加が停止されてからペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定温度以下である場合に、制御手段により警報手段が作動され、オペレータに対して所定の警報動作が行われる。
【００２９】
このような構成とすれば、ペルチェ素子によるサンプリング空気の過冷却を防止して、冷却通路内で結露水が冷却されて凍り付くことで冷却通路を塞いでしまい、サンプリング空気が冷却通路内をスムーズに流通できなくなる等の不具合を解消することができる。
【００３０】
具体的に、制御手段によりペルチェ素子に対して電圧の印加が停止されるように制御したとしても、故障や断線等の要因によってペルチェ素子が冷却動作を継続するおそれがある。しかしながら、本発明では、ペルチェ素子への電圧の印加が停止されてからペルチェ素子の低温部の表面温度を検出して、検出温度が所定温度以下である場合に所定の警報動作を行うようにしているから、警報動作に基づいてオペレータが装置を緊急停止する等のトラブル対策を実施することができる。
【００３１】
請求項７の発明は、請求項６において、
前記制御手段は、前記ペルチェ素子への電圧の印加を許可してから前記ペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定温度以上である場合に、前記警報手段を作動させて所定の警報動作を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項７の発明では、ペルチェ素子への電圧の印加が許可されてからペルチェ温度センサで検出された検出温度が所定温度以上である場合に、制御手段により警報手段が作動され、オペレータに対して所定の警報動作が行われる。
【００３３】
このような構成とすれば、制御手段によりペルチェ素子に対して電圧の印加が許可された後でペルチェ素子が冷却動作を行っていないと判断したときに、所定の警報動作を行うようにしているから、警報動作に基づいてオペレータが装置を緊急停止する等のトラブル対策を実施することができる。
【００３４】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のうち何れか１項において、
試験室内を所定の温度に保つ恒温槽、又は該試験室内を所定の温度及び湿度に保つ恒温恒湿槽を備え、
前記恒温槽又は前記恒温恒湿槽は、前記試験室内の空気をサンプリング空気として取り出すために、前記冷却手段の冷却通路の上流端に接続されていることを特徴とするものである。
【００３５】
請求項８の発明では、試験室内を所定の温度に保つ恒温槽、又は試験室内を所定の温度及び湿度に保つ恒温恒湿槽を備えている。この恒温槽又は恒温恒湿槽は、冷却手段の冷却通路の上流端に接続され、試験室内の空気がサンプリング空気として取り出される。
【００３６】
このような構成とすれば、恒温槽や恒温恒湿槽のように様々な温湿度環境下に晒されていた高温多湿のサンプリング空気であっても、検知手段においてガス濃度を正確に検知することができる。具体的に、高温多湿のサンプリング空気を検知手段に対して直接供給した場合には、サンプリング空気中に含まれる水分が検知手段において結露を起こす等、検知手段が誤動作したり動作エラーとなってガス濃度が異常値であるかを正確に検知することができないおそれがあるが、本発明では、恒温槽や恒温恒湿槽の試験室内のサンプリング空気を検知手段に供給する前に、適切な温度条件及び湿度条件に設定することができ、検知手段においてガス濃度を正確に検知することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、検知手段に供給するサンプリング空気を、検知手段において検知対象ガスの濃度が異常値であるかを正確に検知するために必要な温度条件及び湿度条件に設定することができる。具体的に、冷却手段の冷却通路を流通するサンプリング空気をペルチェ素子を用いて冷却させることで、サンプリング空気が高温状態であった場合でも、温度を常温以下に低下させることができる。そして、常温以下に低下したサンプリング空気は、供給通路を流通する際に外気と熱交換され、検知手段に供給される前に常温付近まで温度が上昇することで相対湿度が低下して、検知手段においてガス濃度を正確に検知することができる。
【００３８】
また、サンプリング空気が多湿状態であった場合でも、サンプリング空気中の水分が冷却により結露して除湿されることとなる。これにより、検知手段にサンプリング空気を供給しても結露を起こすことがなく、検知手段においてガス濃度を正確に検知することができる。
【００３９】
また、冷却通路内で結露した結露水は、そのまま放置しておくと冷却通路内で冷却されて凍り付くことで冷却通路を塞いでしまい、サンプリング空気が冷却通路内をスムーズに流通できなくなるおそれがあるが、本発明では、冷却通路内の結露水が排水通路を介して排水されるため、このような不具合を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００４１】
図１は、本発明の実施形態に係る異常検知システムの構成を示す正面図であり、図２は、右側面図である。図１及び図２に示すように、この異常検知システム１は、恒温恒湿槽１０と、冷却装置３０と、検知装置５０とを備えている。
【００４２】
前記恒温恒湿槽１０は、上部本体１１と、上部本体１１の下側に位置して上部本体１１を支持するとともに、その内部に制御ボックス１５（制御手段）等を収容する下部本体１２とを備えている。下部本体１２の下端部の４隅には、下部本体１２の高さ調整のための調整ボルト１３と、下部本体１２を移動可能とするキャスタ１４とがそれぞれ取り付けられている。
【００４３】
前記上部本体１１は、その内部に略直方体の内部空間２０を有するとともに、その前側が開口した略矩形箱状に形成されており、この開口を開閉する開閉扉１６がヒンジ（不図示）を介して取り付けられている。この開閉扉１６には、内部空間２０内の温湿度を表示したり装置に異常が発生したときに警報やエラーメッセージ等を表示する警報動作を行うための表示モニタ１７（警報手段）や、開閉時にオペレータが把持する取っ手１８が設けられている。
【００４４】
前記上部本体１１は、内部空間２０を区画形成する内壁と、上部本体１１の外装を構成する外壁と、その両壁の間に充填された断熱材によって構成されている。内部空間２０には、その前後方向の所定位置に区画壁２１が立設されており、それによって内部空間２０は、区画壁２１よりも前側であって、開閉扉１６によって開閉される試験室２２と、区画壁２１よりも後側であって、調和空気の循環路とされる空調室２３との２室に分けられている。内部空間２０が断熱材で覆われていることによって、試験室２２内は、外部雰囲気温度及び湿度に影響されない密閉空間とされている。
【００４５】
前記区画壁２１の下部には、試験室２２内の循環空気を吸い込む吸込口２１ａが形成されているとともに、その上部には、試験室２２内に循環空気を吹き出す吹出口２１ｂが形成されている。この吸込口２１ａ及び吹出口２１ｂを通じて、試験室２２と空調室２３とは互いに連通しており、試験室２２内の下部から空調室２３内に吸い込まれた空気は、その空調室２３内を下から上へと流れて、試験室２２内の上部に吹き出されることになる（図２の２点鎖線の矢印参照）。
【００４６】
前記空調室２３内には、その下部から上部に向かって順に、空気を加湿するための加湿ヒータ２４、冷媒を蒸発させてその蒸発熱によって空気を冷却するための冷却器２５、空気を加熱するための、例えばワイヤストリップヒータからなる加熱ヒータ２６、及び空気を循環させるためのファン２７（例えばシロッコファン）がそれぞれ配設されている。そうして、この恒温恒湿槽１０では、加湿ヒータ２４、冷却器２５及び加熱ヒータ２６のそれぞれからなる空調機器を適宜動作させることによって、試験室２２内の温度及び湿度を、設定された温度及び湿度で一定となるようにしている。
【００４７】
前記加湿ヒータ２４は、水が溜められるパン２４ａと、そのパン２４ａの水を加熱して蒸気を発生させるヒータ２４ｂ（例えばシーズヒータ）とを備えている。なお、パン２４ａには、下部本体１２内に配設されたタンク（図示省略）からの水が適宜供給される。
【００４８】
ここで、前記試験室２２内の温湿度は、冷却器２５、加熱ヒータ２６及び加湿ヒータ２４をフィードバック制御することによって、設定された温湿度となるように制御される。より具体的には、試験室２２内の温度は、冷却器２５と加熱ヒータ２６とのバランスにより制御され、試験室２２内の湿度は、冷却器２５と加熱ヒータ２６と加湿ヒータ２４とのバランスにより制御される。そして、冷却器２５において冷媒が蒸発することにより、その蒸発熱によって空調室２３内の空気が冷却される。こうして、加熱ヒータ２６及び加湿ヒータ２４の運転とバランスされることで、試験室２２内が設定された温湿度で一定にされる。
【００４９】
次に、本発明の特徴部分である、冷却装置３０の構成について説明する。この冷却装置３０は、上部本体１１の側壁面に取り付けられている。図３は、冷却装置の冷却通路内におけるサンプリング空気の流通方向を示す断面図であり、図４は、冷却装置の側面断面図である。図３及び図４に示すように、この冷却装置３０は、内部に冷却通路３２を有する冷却箱体３１と、冷却通路３２内を流通するサンプリング空気を冷却するペルチェ素子３５と、ペルチェ素子３５の高温部３５ｂに当接する放熱用フィン３７と、放熱用フィン３７を介してペルチェ素子３５の高温部３５ｂの熱を放熱する送風ファン３８とを備えている。
【００５０】
前記冷却箱体３１は、内部に略直方体の空間を有し、この空間を複数の仕切板３１ａで仕切ることでジグザグ状の冷却通路３２が形成されている。具体的に、この仕切板３１ａは、Ｌ字状に折り曲げられ且つ冷却箱体３１の幅方向長さよりも短い長さに形成され、複数の仕切板３１ａが冷却箱体３１の上下方向に間隔をあけて配置されている。このとき、最下段の仕切板３１ａは、その左端部が冷却箱体３１の左側壁面寄りに配置されており、仕切板３１ａの右端部と冷却箱体３１の右側壁面との間に隙間が設けられている。次に、下から２段目の仕切板３１ａは、その右端部が冷却箱体３１の右側壁面寄りに配置されており、仕切板３１ａの左端部と冷却箱体３１の左側壁面との間に隙間が設けられている。３段目以降の仕切板３１ａについても同様に交互に配置されている。このように、冷却箱体３１と仕切板３１ａとの隙間を左右交互に設けることで、サンプリング空気が冷却箱体３１内をジグザグ状に流通する冷却通路３２が形成されている。
【００５１】
前記冷却箱体３１の左側壁面における下側位置には、サンプリング空気を吸入する吸入配管４３が接続されている。また、冷却箱体３１の左側壁面における上側位置には、供給配管４４が接続されている。すなわち、サンプリング空気は、冷却通路３２内を下方から上方に向けてジグザグ状に流通することとなる。
【００５２】
また、前記冷却箱体３１の底面には、排水管３３（排水通路）が接続されている。この排水管３３は、冷却通路３２内で冷却されたサンプリング空気中の水分が結露した結露水Ｗを外部に排水するためのものである。この結露水Ｗは、冷却箱体３１と仕切板３１ａとの隙間から順次下方に落下していき、最終的に冷却箱体３１の底面に到達して排水管３３から排水されるようになっている。
【００５３】
前記ペルチェ素子３５は、板状体に形成され、電圧が印可されることで生じる熱電効果によって低温部３５ａと高温部３５ｂとが表面に生じる素子であり、冷却箱体３１の表面（図４では左側面）に低温部３５ａが当接するように配置されている。このペルチェ素子３５は、制御ボックス１５（図２参照）に接続され、制御ボックス１５からの制御信号に基づいて、電圧の印加が許可又は停止されるようになっている。ここで、制御ボックス１５の出力電圧を、ペルチェ素子３５の低温部３５ａの温度が冷却通路３２を流通するサンプリング空気の露点よりも低くなるように設定することで、サンプリング空気中に含まれる水分が結露して結露水Ｗが生成されるようになっている。
【００５４】
また、前記ペルチェ素子３５の厚さ方向の略中央部には、低温部３５ａの表面温度を検出するための熱電対３４（ペルチェ温度センサ）が挿通されている。熱電対３４で検出された検出温度を示す信号は、制御ボックス１５に送信され、詳しくは後述するが、この検出温度に基づいてペルチェ素子３５の動作が制御されるようになっている。
【００５５】
前記冷却箱体３１及びペルチェ素子３５（高温部３５ｂは除く）の周囲は、断熱材３６により覆われており、冷却箱体３１及びペルチェ素子３５を保冷している。ペルチェ素子３５の高温部３５ｂには、放熱用フィン３７が取り付けられている。また、放熱用フィン３７の表面には、送風ファン３８が取り付けられている。このように、送風ファン３８は、ペルチェ素子３５の高温部３５ｂ側に設けられ、送風動作によって高温部３５ｂの熱を放熱するように構成されている。
【００５６】
また、前記送風ファン３８は、制御ボックス１５に接続されており、制御ボックス１５からの制御信号に基づいて送風動作を開始又は停止するように制御される。ここで、送風ファン３８は、制御ボックス１５によるペルチェ素子３５に対する電圧の印加を許可又は停止する制御動作とは独立して、連続的に送風動作を行うように構成されている。
【００５７】
このような構成とすれば、ペルチェ素子３５の高温部３５ｂの熱が送風ファン３８により連続的に放熱されるため、ペルチェ素子３５に対する電圧の印加を停止した場合でも送風ファン３８の送風動作が停止することはなく、ペルチェ素子３５の低温部３５ａにおける温度上昇の速度を遅くすることができる。このため、電圧の印加を停止してからペルチェ素子３５の低温部３５ａの表面温度が上昇して、再び電圧を印加させて冷却するまでの期間を長く確保することができ、省電力化を図る上で有利となる。
【００５８】
また、前記送風ファン３８から吹き出された高温の空気は、そのまま上昇して冷却箱体３１の側壁面の上側から上方に配管されている供給配管４４に対して送風される。このような構成とすれば、送風ファン３８から送風される排熱によって供給配管４４内のサンプリング空気が温められることとなり、冷却装置３０で冷却したサンプリング空気を検知装置５０に供給する前に常温付近まですぐに上昇させて、相対湿度を低下させることができる。なお、送風ファン３８の吹き出し位置を通るように供給配管４４を取り回すようにすることで、直接的に排熱を吹き付けるようにしても良い。
【００５９】
前記上部本体１１の上面及び上部本体１１の側壁面における装置前側には、サンプリング空気中に含まれる検知対象ガスの濃度が異常値であることを検知するための検知装置５０がそれぞれ配置されている。
【００６０】
具体的に、前記上部本体１１の上面に配置された検知装置５０は、可燃性ガスである水素ガスを検知するための水素ガス検知装置５０ａである。また、上部本体１１の側壁面における装置前側に配置された検知装置５０は、一酸化炭素を検知するためのＣＯ検知装置５０ｂである。これら検知装置５０は、供給配管４４を介して冷却装置３０に接続され、冷却装置３０で冷却されたサンプリング空気が供給されるようになっている。
【００６１】
次に、恒温恒湿槽１０、冷却装置３０、及び検知装置５０の接続関係について、図２を用いて説明する。図２に示すように、上部本体１１の側壁面には、試験室２２に連通するサンプリングポート４１及びリターンポート４２が設けられている。サンプリングポート４１と冷却装置３０の冷却通路３２の上流端とは、吸入配管４３を介して接続されている。これにより、恒温恒湿槽１０の試験室２２内の空気をサンプリング空気としてサンプリングポート４１から取り出して、冷却装置３０に吸入することができるようになっている。
【００６２】
前記吸入配管４３から吸入されたサンプリング空気は、冷却装置３０の冷却通路３２内をジグザグ状に流通しながらペルチェ素子３５により冷却され、結露水Ｗが排水管３３から排水されるようになっている。
【００６３】
前記冷却通路３２の下流端には、供給配管４４が接続されている。供給配管４４には、供給配管４４内を流通するサンプリング空気の温度を検出する供給温度センサ４４ａが設けられている。この供給温度センサ４４ａで検出された検出温度を示す信号は、制御ボックス１５に送信され、詳しくは後述するが、この検出温度に基づいてペルチェ素子３５の動作が制御されるようになっている。
【００６４】
前記供給配管４４の配管途中には、供給配管４４内のサンプリング空気の流量を検出するフローチェッカ４５が設けられている。そして、供給配管４４におけるフローチェッカ４５よりも下流側では、供給配管４４が２本に分岐されて、検知装置５０である水素ガス検知装置５０ａ及びＣＯ検知装置５０ｂの上流側にそれぞれ接続されている。
【００６５】
前記水素ガス検知装置５０ａ及びＣＯ検知装置５０ｂの下流側には、それぞれリターン配管４６が接続されており、水素ガス検知装置５０ａで水素ガス濃度を検知した後のサンプリング空気と、ＣＯ検知装置５０ｂで一酸化炭素濃度を検知した後のサンプリング空気とが、それぞれリターン配管４６から流出するようになっている。これら２本のリターン配管４６は、配管途中で合流して１本のリターン配管４６を構成している。そして、このリターン配管４６の下流端がリターンポート４２に接続されている。これにより、検知装置５０を通過した後のサンプリング空気がリターンポート４２から試験室２２内に再び戻されるようになっている。
【００６６】
このような構成とすれば、恒温恒湿槽１０の試験室２２内から取り出したサンプリング空気を冷却装置３０で冷却して、サンプリング空気を常温以下に冷却するとともに、サンプリング空気中に含まれる水分を結露させて除湿を行い、冷却装置３０で冷却されたサンプリング空気を供給配管４４内に流通させる途中で外気と熱交換させて常温付近まで温度を上昇させて相対湿度を低下させてから検知装置５０に供給することができる。このため、検知装置５０に供給するサンプリング空気を、検知装置５０において検知対象ガスの濃度が異常値であるかを正確に検知するために必要な温度条件及び湿度条件に設定することができる。
【００６７】
次に、異常検知システム１におけるペルチェ素子３５の動作制御について、図５に示すフローチャート図に基づいて説明する。まず、ステップＳ１０１で、恒温恒湿槽１０の電源を投入して加湿ヒータ２４や加熱ヒータ２６等の温湿度調整用の機器を作動させるとともに、冷却装置３０の送風ファン３８や検知装置５０を作動させ、続くステップＳ１０２に進む。
【００６８】
ステップＳ１０２では、供給温度センサ４４ａの検出温度に基づいて、供給配管４４内を流通するサンプリング空気の温度が所定温度（例えば、＋１５℃）以上であるかを判定する。ステップＳ１０２での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０３に分岐する。ステップＳ１０２での判定が「ＮＯ」の場合には、冷却装置３０による冷却を行わなくても検知装置５０に対して常温付近のサンプリング空気を供給することができるため、そのまま待機する。
【００６９】
ステップＳ１０３では、制御ボックス１５からペルチェ素子３５に対して制御信号が出力され、電圧の印加が許可される。これにより、ペルチェ素子３５によるサンプリング空気の冷却が開始され、続くステップＳ１０４に進む。
【００７０】
ステップＳ１０４では、熱電対３４の検出結果に基づいて、ペルチェ素子３５の低温部３５ａの表面温度が所定の下限温度（例えば、−５℃）以下であるかを判定する。ステップＳ１０４での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０５に分岐する。ステップＳ１０４での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０９に分岐する。
【００７１】
ステップＳ１０５では、ペルチェ素子３５によるサンプリング空気の過冷却を防止するために、制御ボックス１５からペルチェ素子３５に対して制御信号が出力され、電圧の印加が停止される。これにより、ペルチェ素子３５によるサンプリング空気の冷却が停止され、続くステップＳ１０６に進む。
【００７２】
ステップＳ１０６では、熱電対３４の検出結果に基づいて、電圧の印加を停止した後のペルチェ素子３５の低温部３５ａの表面温度が所定温度（例えば、−１０℃）以下であるかを判定する。ステップＳ１０６での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ペルチェ素子３５に対して電圧の印加が停止されるように制御したにもかかわらず、故障や断線等の要因によってペルチェ素子３５が冷却動作を継続していると判断して、表示モニタ１７に警報やエラーメッセージ等を表示する警報動作を行い、処理を終了する。ステップＳ１０６での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０８に分岐する。
【００７３】
ステップＳ１０８では、熱電対３４の検出結果に基づいて、電圧の印加を停止した後のペルチェ素子３５の低温部３５ａの表面温度が所定の上限温度（例えば、＋１５℃）以上であるかを判定する。ステップＳ１０８での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０３に分岐して、ペルチェ素子３５に電圧を印加してサンプリング空気の冷却を開始する。ステップＳ１０８での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０６に分岐する。
【００７４】
次に、ステップＳ１０４で「ＮＯ」と判定された後のステップ１０９では、熱電対３４の検出結果に基づいて、ペルチェ素子３５の低温部３５ａの表面温度が所定温度（例えば、＋２０℃）以上であるかを判定する。ステップＳ１０９での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１０に分岐する。ステップＳ１０９での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０４に分岐する。
【００７５】
ステップＳ１１０では、ペルチェ素子３５に電圧を印加してサンプリング空気の冷却を開始してから所定時間（例えば、１５分）が経過したかを判定する。ステップＳ１１０での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ペルチェ素子３５が断線している等の要因で正常に動作していないと判断して、ステップＳ１０７に分岐し、ステップＳ１０７において表示モニタ１７に警報やエラーメッセージ等を表示する警報動作を行い、処理を終了する。ステップＳ１１０での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０４に分岐する。
【００７６】
以上のように、本実施形態に係る異常検知システム１によれば、検知装置５０に供給するサンプリング空気を、検知装置５０において検知対象ガスの濃度が異常値であるかを正確に検知するために必要な温度条件及び湿度条件に設定することができる。具体的に、冷却装置３０の冷却通路３２を流通するサンプリング空気をペルチェ素子３５を用いて冷却させることで、サンプリング空気が高温状態であった場合でも、温度を常温以下に低下させることができる。そして、常温以下に低下したサンプリング空気は、供給配管４４を流通する際に外気と熱交換され、検知装置５０に供給される前に常温付近まで温度が上昇することで相対湿度が低下して、検知装置５０においてガス濃度を正確に検知することができる。
【００７７】
また、サンプリング空気が多湿状態であった場合でも、サンプリング空気中の水分が冷却により結露して除湿されることとなる。これにより、検知装置５０にサンプリング空気を供給しても結露を起こすことがなく、検知装置５０においてガス濃度を正確に検知することができる。
【００７８】
また、熱電対３４でペルチェ素子３５の低温部３５ａの表面温度を検出したり、供給温度センサ４４ａで供給配管４４を流通するサンプリング空気の温度を検出しておき、ペルチェ素子３５がサンプリング空気を過度に冷却することで通路内の水分が凍結して通路を閉塞してしまうのを防止するために、検出温度に基づいてペルチェ素子３５に対する電圧の印加を許可又は停止させるように制御したから、ペルチェ素子３５に対して常に電圧を印加した場合に比べて省電力化を図ることができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、検知装置５０として、水素ガス検知装置５０ａ及びＣＯ検知装置５０ｂを用いた構成について説明したが、この形態に限定するものではなく、例えば、毒性ガスを検知する毒性ガス検知装置を用いる等、別の種類のガス濃度を検知する構成としても良い。また、水素ガス検知装置５０ａ及びＣＯ検知装置５０ｂのうち何れか一方のみを搭載した構成としても良い。
【００８０】
また、冷却装置３０の冷却箱体３１の内部の空間を仕切板３１ａで仕切ることで冷却通路３２を形成するようにしたが、冷却箱体３１の代わりに冷却配管を用いて冷却通路３２を構成するようにしても良い。
【００８１】
また、本実施形態では、装置に異常が生じたときの警報手段として、表示モニタ１７に警報やエラーメッセージ等を表示して警報動作を行う構成について説明したが、例えば、警報ランプを点灯させたり、警報ブザーを鳴らしてオペレータに対して警報動作を行うようにしても良い。また、遠隔地のオペレータに対しては、エラーメッセージを電子メール等の通信手段により送信して警報を行うようにしても良い。
【００８２】
また、本実施形態では、試験室２２内を所定の温度及び湿度に保つ恒温恒湿槽１０からサンプリング空気を取り出す構成としているが、恒温恒湿槽１０の代わりに、試験室２２内を所定の温度に保つ恒温槽からサンプリング空気を取り出す構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上説明したように、本発明は、恒温恒湿槽等の様々な温湿度環境下に晒されていた検知対象ガスであっても、ガス濃度が異常値であるかを正確に検知できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る異常検知システムの構成を示す正面図である。
【図２】異常検知システムの構成を示す右側面図である。
【図３】冷却装置の冷却通路内におけるサンプリング空気の流通方向を示す断面図である。
【図４】冷却装置の側面断面図である。
【図５】ペルチェ素子の動作制御を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００８５】
１    異常検知システム
１０    恒温恒湿槽
１５    制御ボックス（制御手段）
１７    表示モニタ（警報手段）
２２    試験室
３０    冷却装置（冷却手段）
３２    冷却通路
３３    排水管（排水通路）
３４    熱電対（ペルチェ温度センサ）
３５    ペルチェ素子
３５ａ  低温部
３５ｂ  高温部
３８    送風ファン（送風手段）
４４    供給配管（供給通路）
４４ａ  供給温度センサ
５０    検知装置（検知手段）
５０ａ  水素ガス検知装置（検知手段）
５０ｂ  ＣＯ検知装置（検知手段）
【図１】
2010078434.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010078434.tif 000006
【図５】
2010078434.tif 000007