(57)【要約】【課題】種々の妨害成分の影響を受け難く、かつ簡便な構成で生産性に優れたガス検知器を提供する。【解決手段】被検知ガスと接触するガス感応部１２を有するガス検知素子１０を備えたガス検知器Ｘであって、ガス検知素子１０を収容する二重の筐体５１，５２を備え、二重の筐体における外側の外側筐体５１は、被検知ガスを導入するガス導入口２０および妨害成分を吸収する第一吸着部３１を備え、二重の筐体における内側の内側筐体５２は、ガス導入口２０より開口面積が小さい制限通気口４０を備え、第一吸着部３１が、制限通気口４０の周縁の全体に亘って接触している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知ガスと接触するガス感応部を有するガス検知素子を備えたガス検知器であって、
前記ガス検知素子を収容する二重の筐体を備え、
前記二重の筐体における外側の外側筐体は、被検知ガスを導入するガス導入口および妨害成分を吸収する吸着部を備え、
前記二重の筐体における内側の内側筐体は、前記ガス導入口より開口面積が小さい制限通気口を備え、
前記吸着部が、前記制限通気口の周縁の全体に亘って接触しているガス検知器。
【請求項２】
前記吸着部が前記内側筐体の上面の全体と接触する請求項１に記載のガス検知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検知ガスと接触するガス感応部を有するガス検知素子を備えたガス検知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、活性炭やゼオライトあるいはシリカゲル、プラスチック系の気体選択性透過膜等を用いた吸着フィルタを配設して、水蒸気やエタノール、トリクレン等の雑ガスを吸収し、ガス検知素子に対する雑ガスの影響を和らげることができるガスセンサが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、被検知ガスの妨害成分を除去する除去手段とガス感応部との間に妨害成分流入制限手段を設けたガスセンサが開示されている。当該妨害成分流入制限手段により、雰囲気の変化によって除去手段から妨害成分が吸放出されたときの影響を緩和することができ、雰囲気状態変化時のガスセンサの誤動作を防止することができる。具体的には、妨害成分流入制限手段は、ピンホールを設けた流入制限板の態様が開示されており、当該流入制限板は除去手段とガス感応部との間に固定手段によって筐体に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５６４６３号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
家庭において使用される結露防止スプレーやヘアースプレー等にはシロキサン化合物が含まれている場合がある。当該シロキサン化合物とは、「Ｓｉ-Ｏ-Ｓｉ」のシロキサン結合を骨格中に有する有機ポリマーである。
【０００６】
当該シロキサン化合物がガス検知素子に付着した場合、ガス検知素子の検知感度が低下したり、選択的に検出すべきガス以外のガスに対してガス検知感度が上昇して、誤作動したりしやすくなることがあった。これは、被検知ガス中に含まれるシロキサン化合物が妨害成分としてガス検知素子にまで達し、ガス検知素子にシロキサン化合物又はその分解物等が付着することで、ガス検知素子のガス検知特性を変化させるものと考えられる。
【０００７】
そのため、例えば可燃性ガスセンサにおいては、特許文献１のように吸着剤として活性炭を用いた吸着フィルタを配置することで、当該吸着フィルタによってシロキサン化合物を吸着させ、シロキサン化合物がガス検知素子の表面に到達するのを防止することができる。
【０００８】
吸着フィルタを装着した可燃性ガスセンサを台所などの室内に設置した場合、当該吸着フィルタが室内に浮遊するシロキサン化合物等の妨害成分を吸着してしまう。そのため、該吸着フィルタの吸着能力が早期に低下し易くなり、当該妨害成分を吸着する能力が低下する問題があった。
【０００９】
また、シロキサン化合物等の妨害成分に対する可燃性ガスセンサの耐久性を向上させる為に、吸着フィルタに導入する吸着剤の量を大幅に増量させた場合や、ガス導入口の面積を小さくした場合は、当該妨害成分に対する耐久性が向上する一方で、被検知ガスに対する応答性が著しく低下してしまう。
【００１０】
また、ガス導入口の面積を小さくした場合では、シロキサン化合物等の妨害成分が存在する家庭台所において、特に低温低湿期間中に当該妨害成分が吸着剤に多量に吸着されて可燃性ガスセンサのハウジング内に保持され易い。このような状況のときに高温高湿環境になると、吸着剤の温度上昇によって吸着剤から離脱した離脱ガスがガス検知素子の側へ移動し、被検知ガスが存在しないにもかかわらず、当該離脱ガスを検知してしまう虞があった。
【００１１】
このような誤検知を防止するため、特許文献２に記載されたガスセンサでは妨害成分流入制限手段（ピンホールを設けた流入制限板）を設けて、妨害成分がガス検知素子の側へ移動するのを防止していた。この流入制限板は、固定手段によって筐体に固定されているが、流入制限板の周囲と筐体との間に隙間が存在すれば、当該隙間から容易に妨害成分がガス検知素子の側へ移動する虞があった。この場合、流入制限板の周囲と筐体との間の隙間を無くすために流入制限板の周囲を接着剤などで封止することが考えられるが、このような手法では、ガスセンサの生産効率が低下し、かつコストが嵩むという問題点があった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、種々の妨害成分の影響を受け難く、かつ簡便な構成で生産性に優れたガス検知器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明に係るガス検知器は、被検知ガスと接触するガス感応部を有するガス検知素子を備えたガス検知器であって、その第一特徴構成は、前記ガス検知素子を収容する二重の筐体を備え、前記二重の筐体における外側の外側筐体は、被検知ガスを導入するガス導入口および妨害成分を吸収する吸着部を備え、前記二重の筐体における内側の内側筐体は、前記ガス導入口より開口面積が小さい制限通気口を備え、前記吸着部が、前記制限通気口の周縁の全体に亘って接触した点にある。
【００１４】
本構成によれば、ガス検知器を収容する筐体を二重筐体構造としている。そのため、ガス検知器を組み立てる際には、外側筐体および内側筐体を組み付けるだけで、吸着部を収容する空間を容易に形成することができる。
特に本構成においては、吸着部が、制限通気口の周縁の全体に亘って接触するように構成してある。これにより、仮に内側筐体の外周面と外側筐体の内周面との間の隙間から、雰囲気ガスに含まれるシロキサン化合物などの様々な妨害成分がガス検知器の内部に侵入したとしても、制限通気口の周縁の全体に亘って吸着部が接触しているため、妨害成分を吸着部によって吸着することができるため、妨害成分がガス検知素子の側へ移動するのを防止することができる。
従って、本発明のガス検知器は、種々の妨害成分の影響を受け難く、かつ簡便な構成で生産性に優れる。
【００１５】
本発明に係るガス検知器の第二特徴構成は、前記吸着部が前記内側筐体の上面の全体と接触した点にある。
【００１６】
本構成によれば、仮に内側筐体と外側筐体との間に形成された隙間からシロキサン化合物等の妨害成分がガス検知器の内部に侵入したとしても、内側筐体の上面の全体と接触した吸着部が当該妨害成分を直ちに吸着することができる。そのため、妨害成分がガス検知素子の側へ移動するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ガス検知素子を示す概略図である。
【図２】ブリッジ回路の概略図である。
【図３】本発明例のガス検知器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜３に示したように本発明のガス検知器Ｘは、被検知ガスと接触するガス感応部１２を有するガス検知素子１０を備える。当該ガス検知素子１０は、二重の筐体５１，５２に収容されており、二重の筐体５１，５２における外側の外側筐体５１は、被検知ガスを導入するガス導入口２０および妨害成分を吸収する第一吸着部３１を備える。また、二重の筐体５１，５２における内側の内側筐体５２は、ガス導入口２０より開口面積が小さい制限通気口４０を備え、第一吸着部３１が、制限通気口４０の周縁の全体に亘って接触するように構成してある。当該制限通気口４０は、第一吸着部３１および第二吸着部３２の間に配設してある。
【００１９】
本実施形態では、内側筐体５２が、妨害成分を吸収する第二吸着部３２を備えた場合について説明する。
【００２０】
このように本実施形態では、吸着部３０として二つの吸着部（第一吸着部３１，第二吸着部３２）を備えた場合について説明するが、このような態様に限定されず、三つ以上の吸着部を備えてもよい。それぞれの吸着部３１，３２は単一の材料で形成してもよいし、複数の異なる材料を組み合わせて一つの吸着部を形成してもよい。
【００２１】
また、本実施形態では、ガス検知素子１０として熱線型半導体式ガス検知素子を例示するが、これに限られるものではない。その他のガス検知素子として、接触燃焼式ガス検知素子、基板型半導体式ガス検知素子、固体電解質式ガス検知素子、ＭＥＭＳ技術を用いたガス検知素子等、従来公知のガス検知素子が挙げられる。
【００２２】
熱線型半導体式ガス検知素子１０は、コイル状の貴金属線材１１を覆って焼結させた金属酸化物を主成分とするガス感応部１２を有する。貴金属線材１１は、材質、線径、コイル径、コイル巻数等は、従来の熱線型半導体式ガス検知素子に使用するものと同様で、特に限定されない。貴金属線材１１の材質としては白金等を適用できる。
【００２３】
ガス感応部１２は金属酸化物半導体が使用できる。当該金属酸化物半導体としては、例えば酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛等が使用できるが、特に限定されるものではない。
【００２４】
本実施形態に係るガス検知器Ｘは、図２に示すように、被検知ガス（ＬＰＧ、メタン、水素などの可燃性ガスや一酸化炭素）を検知する熱線型半導体式ガス検知素子１０、固定負荷抵抗Ｒ０と、固定対辺抵抗Ｒ１，Ｒ２とをブリッジ回路に組み込んで構成してある。ブリッジ回路は、電源Ｅによって常時電圧を供給し、熱線型半導体式ガス検知素子１０を被検知ガスが反応する温度に保持してある。
【００２５】
ガス検知素子１０は筐体５０内に収容される。本発明のガス検知器Ｘは、二重筐体構造となっており、筐体５０は、外側の外側筐体５１と、当該外側筐体５１に覆われる内側筐体５２とを有する。
外側筐体５１の一端には被検知ガスを導入する開口部であるガス導入口２０が形成されている。また、外側筐体５１の内部におけるガス導入口２０の側には妨害成分を吸収する第一吸着部３１が配設してある。ガス導入口２０および第一吸着部３１の間には、防爆用の金網２１が配設してある。
【００２６】
当該第一吸着部３１は、室内に浮遊する有機シリコーンガス、シロキサン化合物、アルコールおよびトルエンなどの様々な妨害成分を吸着する吸着剤が収容してある。当該吸着剤は、例えば活性炭、カーボンブラック、シリカアルミナ、ゼオライト等が適用でき、これら材料に酸化触媒（Pt、Pd、Fe、Mnなど）を添加してもよいし、薬剤を添着して酸性吸着剤あるいは塩基性吸着剤としてもよい。さらに活性炭は、スルホン化された活性炭を使用してもよいし、ヘテロポリ酸塩を担持したものであってもよい。また吸着剤の材料は、単一或いは複数の異なる材料を組み合わせて使用してもよい。これら吸着剤の形状は特に限定されるものではなく、例えば繊維状・球状・粒状等の形状を適用できる。
【００２７】
外側筐体５１に配設する前の第一吸着部３１の厚みは、外側筐体５１および内側筐体５２を組み付けたときに両筐体間によって形成される空間の高さ以上の厚みを有するように構成することができる。これにより、第一吸着部３１を外側筐体５１に配設した状態で内側筐体５２を組み付けたときに、内側筐体５２が第一吸着部３１を圧縮することができるため、確実に第一吸着部３１を内側筐体の上面に接触させることができる。
また、第一吸着部３１の幅においても、両筐体間によって形成される空間の幅以上の幅を有するように構成することができる。これにより、第一吸着部３１を外側筐体５１に配設したときに第一吸着部３１は幅方向に圧縮された状態となるため、第一吸着部３１を外側筐体５１に確実に接触させることができる。
このように第一吸着部３１を構成することで、ガス検知器Ｘの内部に侵入した雰囲気ガスに含まれるシロキサン化合物などの様々な妨害ガスを確実に吸着できる。
【００２８】
内側筐体５２の一端には、ガス導入口２０より開口面積が小さい制限通気口４０が形成されている。また、内側筐体５２の内部における制限通気口４０の側には、妨害成分を吸収する第二吸着部３２が配設してある。
【００２９】
第二吸着部３２は、制限通気口４０を挟んで第一吸着部３１の反対側に配設してある。第二吸着部３２は第一吸着部３１と同様の材料を使用することができ、第二吸着部３２においても単一或いは複数の異なる材料を組み合わせて（例えば活性炭およびシリカアルミナを組み合わせる）使用してもよい。また、第二吸着部３２の体積や重量は第一吸着部３１と同一である必要はなく、使用目的に応じて適宜設定すればよい。
【００３０】
本実施形態における第二吸着部３２は、その形状を安定化させるため、その上下を通気性を有する多孔質シート４１，４２で挟むようにして保持してある。第二吸着部３２の形状の安定性が高い場合は上下の多孔質シート４１，４２は省略してもよく、下方の多孔質シート４２の下面には、防爆用の金網４３が配設してある。さらに防爆用の金網４３の下面には、第二吸着部３２、多孔質シート４１，４２、防爆用の金網４３が積層した状態で位置決め可能な止め部材４４が配設してある。
尚、上述した多孔質シートや防爆用の金網は、第一吸着部３１の下方に設けてもよいが、設ける場合はこれらの厚みはできるだけ薄くするのがよい。
【００３１】
制限通気口４０は第一吸着部３１および第二吸着部３２の間に配設してある。当該制限通気口４０の開口面積は、ガス導入口２０の開口面積より小さく設定してある。本実施形態では、制限通気口４０の開口面積は、ガス導入口２０の開口面積に対して１１％としてあるが、このような態様に限定されるものではない。
【００３２】
本発明のガス検知器Ｘでは、ガス検知器Ｘを収容する筐体５０を二重筐体構造としている。そのため、ガス検知器Ｘを組み立てる際には、外側筐体５１および内側筐体５２を組み付けるだけで、第一吸着部３１を収容する空間を容易に形成することができる。
【００３３】
上述したように第一吸着部３１は、制限通気口４０の周縁の全体に亘って接触するように構成してある。これにより、仮に内側筐体５２の外周面と外側筐体５１の内周面との間の隙間から、雰囲気ガスに含まれるシロキサン化合物などの様々な妨害成分がガス検知器Ｘの内部に侵入したとしても、制限通気口４０の周縁の全体に亘って第一吸着部３１が接触しているため、妨害成分を第一吸着部３１によって吸着することができ、妨害成分がガス検知素子１０の側へ移動するのを防止することができる。
【００３４】
本実施形態では、第一吸着部３１は、制限通気口４０を覆うように構成してある。これにより、第一吸着部３１は、前記隙間からの妨害成分およびガス導入口２０からの妨害成分の両方を吸着することができる。
【００３５】
第一吸着部３１と制限通気口４０の周縁との接触は、両者が密着するようにすれば、妨害成分がガス検知器Ｘの内部に侵入するのを確実に防止することができる。
【００３６】
本実施形態では、ガス導入口２０より外側筐体５１に導入された導入ガスは、まず、第一吸着部３１を通過する。このとき、導入ガスに妨害成分が含まれていれば第一吸着部３１によって吸着される。従って、本発明のガス検知器Ｘでは、種々の妨害成分が存在する台所などで使用したとしても種々の妨害成分の影響を受け難くなる。
【００３７】
当該妨害成分の全てが第一吸着部３１によって吸着されない場合、残りの妨害成分は制限通気口４０を経由して内側筐体５２における第二吸着部３２に到達する。このとき、制限通気口４０の開口面積はガス導入口２０の開口面積より小さく設定してあるため、第二吸着部３２に導入される妨害成分の量を大幅に低減することができる。このように制限通気口４０を通過する妨害成分が少ない状態で妨害成分が第二吸着部３２に導入されると、第二吸着部３２を通過してガス検知素子１０に到達する妨害成分が極めて少なくなる。従って、本態様のガス検知器Ｘでは、制限通気口４０および第二吸着部３２を備えることで、シロキサン化合物などの種々の妨害成分が存在する台所などで使用したとしても種々の妨害成分の影響をより一層受け難くすることができる。
【００３８】
また、制限通気口４０の開口面積は、ガス導入口２０の開口面積より小さく設定してあるため、第一吸着部３１の温度上昇によって吸着剤から離脱した離脱ガスは、ガス検知素子１０の側より開口面積の大きいガス導入口２０を介して筐体５０の外部へ移動し易くなる。そのため、被検知ガスが存在しないにもかかわらず、当該離脱ガスを検知してしまうのを未然に防止することができる。
尚、本実施形態では、一つの制限通気口４０を設けた場合について説明しているが、当該制限通気口４０の数は、一つとするのがよい。仮に複数の制限通気口４０を内側筐体５２の一端に形成した場合、一つの制限通気口４０による妨害成分の流入低減効果が減じることとなる。
【００３９】
本実施形態では、外側筐体５１に設けた第一吸着部３１が内側筐体５２の上面の全体と接触するように構成してある。具体的には、第一吸着部３１の下面が内側筐体５２の上面と接触するように構成すればよい。
【００４０】
仮に、第一吸着部３１の下面の全体が内側筐体５２の上面と接触せずに空隙部が形成されている場合は、内側筐体５２と外側筐体５１との間に隙間が形成されていると、この隙間や前記空隙部を経由して妨害成分がガス検知素子１０の側へ移動するのを防止し難くなる。しかし、本態様のように第一吸着部３１を内側筐体５２の上面の全体と接触するように配設することで前記空隙部が形成されないため、仮に内側筐体５２と外側筐体５１との間に形成された隙間から、シロキサン化合物などの様々な妨害成分がガス検知器Ｘの内部に侵入したとしても、内側筐体５２の上面の全体と接触した第一吸着部３１がこれら妨害成分を直ちに吸着することができる。そのため、妨害成分がガス検知素子１０の側へ移動するのを確実に防止することができる。
【００４１】
第一吸着部３１と内側筐体５２の上面との接触は、両者が密着するようにすれば、妨害成分がガス検知素子１０の側へ移動するのをより確実に防止することができる。
【００４２】
〔別実施形態〕
上述した実施形態では、第一吸着部３１は、外側筐体５１および内側筐体５２を組み付けたときに両筐体間によって形成される空間の全体に充填されるように構成した場合について説明した。しかし、このような態様に限らず、第一吸着部３１は、制限通気口４０の周縁の全体に亘って接触するように構成すれば、前記空間の全体に充填されないように構成してもよい。
【００４３】
このとき、第一吸着部３１は、少なくとも内側筐体５２と外側筐体５１との間に形成された隙間を覆う位置、および、ガス導入口２０を覆う位置に配設すれば、第一吸着部３１は、前記隙間からの妨害成分およびガス導入口２０からの妨害成分の両方を吸着することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、被検知ガスと接触するガス感応部を有するガス検知素子を備えたガス検知器に利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
Ｘ          ガス検知器
１０        ガス検知素子
１２        ガス感応部
２０        ガス導入口
３１        第一吸着部
４０        制限通気口
５１        外側筐体
５２        内側筐体
【図１】
2015184201.tif 000003
【図２】
2015184201.tif 000004
【図３】
2015184201.tif 000005