(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプリングガスを吸引するポンプと、吸引式のガス検出装置に対してサンプリングガスを送るガス流通路と、このガス流通路にサンプリングガスの乾燥を行う乾燥器と、前記ガス検知装置から送り出された前記サンプリングガスの排気を前記乾燥器に送るガス排気流通路とを備えた吸引式ガス検出システムであって、
前記乾燥器が、前記ガス流通路から１次側に供給されたサンプリングガス中の水蒸気を２次側に透過させる透過材と、この透過材を収めた減圧用容器とを備えて構成され、
前記ガス排気流通路が、前記サンプリングガスの排気を高速化するノズルと、このノズルの近傍部位に発生する負圧により外気を吸入する吸入路とを備え、
前記サンプリングガスの排気は、前記ポンプによって前記ガス排気流通路に送り出され、
前記サンプリングガスの排気を前記サンプリングガスの排気より乾燥している外気とともに前記減圧用容器の前記２次側の空間を通過させることで、前記１次側に供給されたサンプリングガスに含まれる水蒸気の前記２次側への透過を促進するよう構成された吸引式ガス検出システム。
【請求項２】
前記透過材が中空糸膜であり、前記減圧用容器内において中空糸膜の内側を前記１次側に設定し、この中空糸膜の外側を前記２次側に設定してある請求項１記載の吸引式ガス検出システム。
【請求項３】
前記ガス流通路のうち前記乾燥器の上流側に水滴除去装置を介装している請求項１または２に記載の吸引式ガス検出システム。
【請求項４】
前記ガス流通路に対して、このガス流通路に流通するサンプリングガスの量を計測する流量センサを備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸引式ガス検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸引式のガス検出装置に対してサンプリングガスを送るガス流通路を備え、このガス流通路にサンプリングガスの乾燥を行う乾燥器を介装してある吸引式ガス検出システムに関し、詳しくは、乾燥器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸引式のガス検出装置でガス検出素子を用いたものでは、サンプリングガスを吸引することによりガス検出素子に対してサンプリングガスに含まれるガスを接触させ、このガス検出素子の電気的特性の変化に基づいてガスの種類の特定とガスの濃度の判別とを行えるものとなっている。そして、このようにサンプリングガスを強制的に供給するガス検出装置では、ガス検出素子の表面を比較的多量のサンプリングガスが流通するので、このサンプリングガスに含まれる水蒸気がガス検出素子の表面で結露して検出精度を低下させる不都合を生ずることがあり、この不都合を回避する目的からサンプリングガスを送るガス流通路に対して乾燥器を備えることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
乾燥器を考えるに、この乾燥器に塩化カルシウムやシリカゲルのように水分を吸収する乾燥剤を用いることも考えられるが、このように乾燥剤を用いた乾燥器では、定期的に乾燥剤の交換を行う必要から、メンテナンスが煩雑になりやすい。そこで、例えば、中空糸膜の内側にサンプリングガスを供給し、中空糸膜の外側に乾燥したパージガスを供給することで、サンプリングガスに含まれる水蒸気を中空糸膜の外側に透過させてサンプリングガスの乾燥を行う構造の乾燥装置を用いることが考えられる。この中空糸膜のように水蒸気透過材を用いた乾燥器では、長期間メンテナンスを行う必要が無く、メンテナンスに手間が掛からないものである反面、乾燥したパージガスを供給するポンプや、パージガスを供給するための管路を特別に備える必要があるので、乾燥器が複雑になりやすくコストを上昇させる点で改善の余地がある。
【０００４】
本発明の目的は、ガス検出装置に供給されるサンプリングガスを長期間に亘って良好に乾燥し得る乾燥器を備えた吸引式ガス検出システムを合理的に構成する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴（請求項１）は、サンプリングガスを吸引するポンプと、吸引式のガス検出装置に対してサンプリングガスを送るガス流通路と、このガス流通路にサンプリングガスの乾燥を行う乾燥器と、前記ガス検知装置から送り出された前記サンプリングガスの排気を前記乾燥器に送るガス排気流通路とを備えた吸引式ガス検出システムであって、前記乾燥器が、前記ガス流通路から１次側に供給されたサンプリングガス中の水蒸気を２次側に透過させる透過材と、この透過材を収めた減圧用容器とを備えて構成され、前記ガス排気流通路が、前記サンプリングガスの排気を高速化するノズルと、このノズルの近傍部位に発生する負圧により外気を吸入する吸入路とを備え、前記サンプリングガスの排気は、前記ポンプによって前記ガス排気流通路に送り出され、前記サンプリングガスの排気を前記サンプリングガスの排気より乾燥している外気とともに前記減圧用容器の前記２次側の空間を通過させることで、前記１次側に供給されたサンプリングガスに含まれる水蒸気の前記２次側への透過を促進するよう構成された点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００６】
本発明の第２の特徴（請求項２）は請求項１において、前記透過材が中空糸膜であり、前記減圧用容器内において中空糸膜の内側を前記１次側に設定し、この中空糸膜の外側を前記２次側に設定してある点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００７】
本発明の第３の特徴（請求項３）は請求項１または２において、前記ガス流通路のうち前記乾燥器の上流側に水滴除去装置を介装している点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００８】
本発明の第４の特徴（請求項４）は請求項１〜３のいずれか１項において、前記ガス流通路に対して、このガス流通路に流通するサンプリングガスの量を計測する流量センサを備えている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。
【０００９】
〔作用〕
上記第１の特徴によると、ガス検出装置から送り出されたサンプリングガスの排気を減圧用容器の２次側の空間を通過させ、この２次側を１次側より減圧させるので、透過材の１次側に送られたサンプリングガスに含まれる水蒸気は圧力差によって透過材を２次側に透過し、この水蒸気は２次側に送られたサンプリングガスの排気とともに乾燥器外に送り出されるものとなる。特に、ガス検出装置から送り出されたサンプリングガスの排気は、乾燥状態にあることから、１次側に送られるサンプリングガスに含まれる水蒸気の２次側への透過を促進して良好な乾燥を可能にするものとなるのである。つまり、本発明では、乾燥器から送り出されるサンプリングガスの排気が流動状態にあるために２次側を１次側よりも減圧状態に出来、しかも、サンプリングガスの排気が乾燥状態にあることを利用することにより、パージガス供給用に専用のポンプを備えない構成でありながら、この排気をパージガスとして使用することを可能にするものとなり、その結果、何ら補助的な減圧を行わずとも減圧用容器に減圧状態を簡単に作り出し、サンプリングガスの乾燥を促進するものとなる。
【００１０】
上記第２の特徴によると、透過材として中空糸膜を用いることにより広い透過面積を作り出しながら、圧力差によってサンプリングガスの乾燥を良好に行えるものとなる。
【００１１】
上記第３の特徴によると、乾燥器の上流側に水滴除去装置を備えているので、サンプリングガスにミストや水滴の形で水分が含まれる場合でも水滴除去装置で除去でき、乾燥器でサンプリングガスを乾燥する際の負担を軽減して、ガス検出装置に送られるサンプリングガスの乾燥度を高め得るものとなる。
【００１２】
上記第４の特徴によると、ガス流通路に流通するサンプリングガスの量を流量センサで計測できるので、この流量センサの計測結果に基づいてガス検出装置に吸引させるサンプリングガスの量の制御や、ガス検出装置に供給したサンプリングガスの積算量の把握も簡単に行えるものとなる。
【００１３】
〔発明の効果〕
従って、ガス検出装置に供給されるサンプリングガスを長期間に亘って良好に乾燥する乾燥器を備えた吸引式ガス検出システムが比較的簡単な構造で低廉に合理的に構成されたのである。又、本発明によると、排気流通路にノズルを備えることや、透過材に中空糸膜を用いることや、水滴除去装置を備えることでサンプリングガスを良好に乾燥し、サンプリングガスの供給量を計測してサンプリングガスを良好に管理し得るものとなったのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、吸引口ＩＮから吸引されたサンプリングガスを吸引式のガス検出装置１に送るガス流通路Ｌｓに対して、サンプリングガスにミストや水滴の形で含まれる水分を除去して排出する水滴除去装置２と、このガス流通路Ｌｓに流通するサンプリングガスの流量をチェックし、かつ、ガス中の塵埃をフィルタで除去する流量チェッカー付きダストフィルタ３と、サンプリングガスを乾燥する乾燥器４とを備えて吸気系を構成すると共に、このガス検出装置１から送り出されるサンプリングガスの排気を送るガス排気流通路Ｌｅに対してエゼクタ機構５を備え、このエゼクタ機構５を流通した排気を前記乾燥器４を通過させ、排出口ＯＵＴに送る排気系を構成し、更に、吸引式のガス検出装置１からの信号に基づいてガスの種類、ガスの濃度を判別して、液晶ディスプレイや発光ダイオード等の表示手段６に出力する処理装置７を備えて吸引式ガス検出システムが成っている。
【００１５】
この吸引式ガス検出システムは、トンネルや暗渠のような地下ピットにおいてメタンガスの濃度を計測するため、あるいは、半導体製造設備の排気ダクトから排出されるガスの種類や濃度を判別するため等に用いられるものであり、前記吸引式のガス検出装置１は吸引されたサンプリングガスに含まれるガスが接触することで電気的特性が変化してガスの種類の特定やガスの濃度を判別し得るガス検出素子Ｓと、サンプリングガスを吸引するポンプＰと、このガス検出装置内のガス流通路を通過するサンプリングガス量を計測して電気信号に変換して出力するよう気体熱伝導式の流量センサＱとを内蔵している。そして、このシステムでは、ガス検出装置１に内蔵されたガス検出素子Ｓに対してサンプリングガスが連続的に供給される構造であることから、サンプリングガスに水蒸気が含まれている場合には、このガス中の水蒸気がガス検出素子Ｓの表面で結露して検出性能を低下させたり、検出不能に陥ることから、この不都合を解消するため、前記水滴除去装置２でミストや水滴の形で含まれる水分を取除き、しかも、前記乾燥器４でサンプリングガスに含まれる水蒸気をできるだけ取除くよう構成されている。
【００１６】
つまり、前記乾燥器４は、図２に示すように、透過材として束ねた状態の多数本の中空糸膜１０の両端部を支持部材１１に支持された状態で減圧用容器１２に収めて成り、図３に示すように、中空糸膜１０の内面をサンプリングガスＧｓが供給される１次側に設定し、この中空糸膜１０の外面をサンプリングガスの排気Ｇｅが送られる２次側に設定してある。又、この２次側は減圧用容器１２に露出し、この減圧容器１２に対してサンプリングガスの排気Ｇｅを通過させることで、エゼクタ効果により、この減圧用容器１２の内部を１次側より減圧して圧力差を生じさせるように構成してある。
【００１７】
又、前記エゼクタ機構５は図１に示すように、ガス排気流通路Ｌｅを送られるガス（サンプリングガスの排気Ｇｅ）の流速を高めるよう先端の内径が小径化したノズル１５を備えると共に、このノズル１５の近傍部位に発生する負圧によってシリカゲル等の乾燥剤１６を介して外気を吸入する吸入路１７とを備えて構成され、このように高速化されたガス（サンプリングガスの排気Ｇｅ）と共に、乾燥状態のガスを減圧用容器１２に送ることで良好な圧力差を作り出すものにしている。
【００１８】
そして、このシステムでガスの検出を行う場合には、吸引式のガス検出装置１のポンプＰの作動により発生する負圧によって吸引口ＩＮからガス流通路ＬｓにサンプリングガスＧｓが吸引されると共に、このサンプリングガスＧｓにミストや水滴として含まれる水分を水滴除去装置２で取除き、このガス流通路Ｌｓに流れるガスの流量を流量チェッカー付きフィルタ３がチェックし、更に、このサンプリングガスＧｓを乾燥器４で乾燥した後、吸引式のガス検出装置１に吸引するものとなっており、このガス検出装置１では、ガス検出素子Ｓによってガスの種類の特定とガスの濃度の計測とを行うと共に、流量センサＱでガスの流量の計測を行い、この特定・計測の結果を前記処理装置７に出力し、処理結果を表示手段６に出力する。次に、このガス検出装置１から排出されたサンプリングガスの排気Ｇｅはエゼクタ機構５によって流速が高められると共に、乾燥剤１６で乾燥された外気とともに乾燥器４の減圧用容器１２に送られるものとなる。このように減圧用容器１２に送られたガス（サンプリングガスの排気Ｇｅ）によって、減圧用容器１２の内部では中空糸膜１０の１次側より２次側の圧力を低下させると同時に２次側のガス（サンプリングガスの排気Ｇｅ）の乾燥度が高くなる結果、１次側（内面側）に供給されるサンプリングガスＧｓに含まれる水蒸気が中空糸膜１０を２次側（外面側）に透過することにより、サンプリングガスＧｓを良好に乾燥させるものとなっているのである。
【００１９】
又、このように構成したシステムにおいて、作動条件を２０℃に設定した環境において、図４に示すように吸引口部ＩＮのサンプリングガスＧｓの相対湿度を１００％、圧力を２．３Ｐａ〔１７ｍｍＨｇ〕、流量を１Ｌ／分とすると共に、排出口ＯＵＴの排気Ｇｅの相対湿度を７０％、圧力を１．６Ｐａ〔１２ｍｍＨｇ〕、流量を１．５Ｌ／分にするよう設定を行った場合に、図１に示すＸ，Ｙ，Ｚ夫々の流通路における２０℃での相対湿度と流量との標準的な値は、図５に示すように、Ｘのポイントで８０％、１．０Ｌ／分、Ｙのポイントで８０％、１．０Ｌ／分、Ｚのポイントで６０％、１．５Ｌ／分となる。
【００２０】
このように、本発明ではガス検出装置１から送り出されたサンプリングガスの排気Ｇｅを、エゼクタ機構５で高速化するとともに、更に乾燥させた状態で減圧用容器１２の２次側の空間に対してパージガスとして通過させることで、このパージガスを供給するために特別なポンプを備えず、又、何ら補助的な減圧を行わないものでありながら、中空糸膜１０の２次側を１次側より減圧させると共に、２次側の乾燥度を高めるものとなり、その結果、中空糸膜１０の１次側に送られたサンプリングガスＧｓに含まれる水蒸気を中空糸膜１０の２次側に対して良好に透過させ、この２次側に送られたサンプリングガスの排気Ｇｅと伴に乾燥器４の外部に送り出するものとなっている。特に、この構成と、ガス流通路Ｌｓの上流位置に配置した水滴除去装置２との組み合わせにより、ガス検出装置１に供給されるサンプリングガスＧｓを良好に乾燥させ、ガス検出素子Ｓを乾燥状態に維持して高い検出感度を維持できるものなっている。
【００２１】
尚、このシステムでは、流量センサＱを備えているので、この流量センサＱで計測した流量に基づいてポンプＰによる単位時間あたりのガスの吸引量を制御することや、ガス流通路Ｌｓを流通したガス積算値を求めることが容易に行えるものとなっており、ガス流通路Ｌｓを流通するガスの量を管理できるものとなっている。
【００２２】
〔別実施の形態〕
本発明は上記実施の形態以外に、例えば、図１に仮想線で示すように、乾燥器４の上手位置にサンプリングガスＧｓに含まれる塵埃を取除くフィルタ２０を備えることも可能であり、このようにフィルタ２０を備えることにより、中空糸膜１０に対する塵埃の詰まりを回避して長期に亘って中空糸膜を清浄な状態に維持し得るものとなる。又、本発明は、透過材として、１次側と２次側との圧力差によってサンプリングガスに含まれる水蒸気を透過する特性を備えた半透膜を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  吸引式ガス検出システムの構成図
【図２】  乾燥器の断面図
【図３】  中空糸膜からの水蒸気の透過を説明する図
【図４】  作動条件の数値を一覧化した図
【図５】  各ポイントの標準的な数値を一覧化した図
【符号の説明】
１              ガス検出装置
４              乾燥器
１０            中空糸膜
１２            減圧用容器
１５            ノズル
Ｑ              流量センサ
Ｇｓ            サンプリングガス
Ｇｅ            排気
Ｌｓ            ガス流通路
Ｌｅ            ガス排気流通路
【図１】
0004690530.tif 000002
【図２】
0004690530.tif 000003
【図３】
0004690530.tif 000004
【図４】
0004690530.tif 000005
【図５】
0004690530.tif 000006