(57)【要約】【課題】エージング処理を必要とすることなく、シリコーンが存在する環境下での使用でも、感度低下を抑制できる水素ガス検出器を提供すること。【解決手段】貫通孔２１を有する容器に接触燃焼式ガスセンサー１０を収容して構成された水素ガス検出器において、貫通孔２１の通気量が、接触燃焼式ガスセンサー１０の温度を３４０℃以下に制限するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気連通孔を有する容器に接触燃焼式ガスセンサーを収容して構成された水素ガス検出器において、
前記大気連通孔の通気量が、前記接触燃焼式ガスセンサーの温度を３４０℃以下に制限するように構成されている水素ガス検出器。
【請求項２】
前記温度が、２６０℃以下である請求項１に記載の水素ガス検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のカソード側排気路のようにシリコーンが存在する環境下で高濃度の水素を検出するのに適した水素ガス検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒータ線に絶縁体を介して酸化触媒層を形成し、被検ガスによる発熱をヒータ線の電気抵抗として検出する接触燃焼式ガスセンサーは、シリコ−ンを含有し、かつ高濃度の水素を検出されている雰囲気で使用されると、図４に示したように水素の濃度が高い程、酸化触媒層の劣化、いわゆる被毒により検出感度が大幅に低下するという不都合がある。なお、図４の線図Ａ、Ｂ、及びＣはそれぞれシリコーンと濃度１００００、２００００、及び３５０００ｐｐｍの水素を含む雰囲気で２５時間乃至４００時間作動させた場合の指示値を示すもので、図４からもわかるように最高濃度である３５０００ｐｐｍの水素が存在する環境で作動させたものは、その感度低下率が最も大きい。
このような問題を解消するため、酸化触媒の濃度を通常製品よりも数倍高くし、かつシリコーンが存在する雰囲気中で長時間（２０時間程度）予めエージング処理して劣化の度合いを抑制する処理が提案されている。
また、センサーの温度、シリコーン、及び水素の濃度を高めて処理時間を２時間程度に短縮することも提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、いずれにしても長時間のエージングや、またエージングの雰囲気を調製することが必要となり、生産性が低下するとともに、コストの上昇を招くという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであってその目的とするところは、シリコーンが存在する環境下で爆発下限界程度の水素の検出のために使用した際にも感度低下を可能な限り少なくすることができる水素ガス検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような課題を達成するために請求項１の発明においては、大気連通孔を有する容器に接触燃焼式ガスセンサーを収容して構成されたガス検出器において、前記大気連通孔の通気量が、前記接触燃焼式ガスセンサーの温度を３４０℃以下に制限するように構成されている。
【０００５】
また、請求項２の発明は、前記大気連通孔の通気量が、前記接触燃焼式ガスセンサーの温度を３４０℃以下に制限するように構成されている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、エージング処理を必要とすることなく、シリコーンと高い濃度の水素とが存在する環境でも被毒による感度低下を可及的に抑えることができる。
【０００７】
また、請求項２の発明によれば、被毒による感度低下をより一層確実に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明の水素ガス検出器の一実施例を示すものであって、接触燃焼式ガスセンサー１０は、図１(イ)に示したように周知のように通電により発熱するヒータ１１に電気絶縁層１２を介して酸化触媒層１３を形成して構成されている。
センサー１０は、貫通孔２１により大気に連通する容器２０に収容されて、底部２２に形成されて、外部との電気接続部材を兼ねる２本のステー２３、２３にヒータ１１が導電的に固定されている。
【０００９】
容器の貫通孔２１は、外部との連通をなして被測定環境の気体の流入を制限する大気連通孔で、その通気量が被測定環境の水素が最高濃度、例えば爆発下限界程度となった場合にでも接触燃焼式ガスセンサー１０の表面温度、つまり酸化触媒層１３の温度が規定温度以下となるようにその口径φが設定されている。
【００１０】
すなわち、ヒータ１１は、水素濃度ゼロの環境でガスセンサー１０の温度が所定値、例えば１８０℃程度となるように電流制御手段、または電圧制御手段を介して電力の供給を受けている。このような状態で水素の濃度が変化すると、従来の水素検出器では表１に示したように水素の濃度が上昇するにつれて接触燃焼式ガスセンサー１０の温度が上昇する。
【表１】
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【００１１】
図５の線図の符号Ｄ乃至Ｈは、それぞれ接触燃焼式ガスセンサー自体をそれぞれシリコーンと濃度２０００、１００００、２００００、３００００、及び３５０００ｐｐｍの水素を含む雰囲気で、２５時間乃至４００時間検出動作を行わせた後における水素１００００ｐｐｍの指示値を示すもので、水素の濃度が高い雰囲気で作動させたものほど接触燃焼式ガスセンサー１０の温度上昇が高くなり、以後の検出における検出感度が大きく変化している。
【００１２】
そこで、貫通孔２１の孔径φ（開口面積）が異なる複数の容器に同一仕様の接触燃焼式ガスセンサーを収容して構成したガス検出器を用意し、シリコーンと所定濃度（３５０００ｐｐｍ）の水素とが存在する環境で作動（水素ゼロの状態で１８０℃に発熱させる）させたところ、同一濃度の水素の存在下であっても孔径φが１０ｍｍ、８ｍｍ、５ｍｍ、及び２ｍｍの接触燃焼式ガスセンサーのそれぞれの温度は、５８１℃、４９５℃、３４０℃、２６０℃となった。
【００１３】
そして孔径がそれぞれ異なる上記ガス検出器を用いてシリコーンと濃度３５０００ｐｐｍの水素を含む雰囲気で所定時間検出動作を行わせた後に、水素１００００ｐｐｍを検出するとその指示値は、図３における孔径１０ｍｍ（符号Ｉ）、及び８ｍｍ（符号Ｊ）のもの、つまり接触燃焼式ガスセンサーの温度が５８１℃、４９５℃となったものは時間とともに検出感度の低下の度合いが大きい一方、孔径５ｍｍ（符号Ｋ）、及び２ｍｍ（符号Ｌ）のもの、つまり触燃焼式ガスセンサーの温度が３４０℃、２６０℃のものでは感度の低下がほとんど見られなかった。
【００１４】
次に前記孔径５ｍｍのガス検出器を用いてシリコーンと濃度１００００、２００００、及び３５０００ｐｐｍの水素を含む雰囲気で検出動作を行った場合には、その指示値は、図２の線図Ｍ、Ｎ、及びＯに示すように、１００乃至４００時間の検出動作期間の間ほとんど変化がみられなかった。
このことから、シリコーンが存在する環境での高濃度の水素を検出するには、検出すべき最高濃度の水素が存在しても接触燃焼式ガスセンサー１０の温度を３４０℃以下、好ましくは２６０℃以下となるように通気量、つまり貫通孔２１の孔径φを選択する必要がある。
【００１５】
なお、接触燃焼式ガスセンサーの水素による温度上昇や、通気量は、接触燃焼式ガスセンサーのサイズや容器の容積と関係するので、接触燃焼式ガスセンサーやこれを収容する容器の容積に合わせて孔径が適宜設定されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明に使用する接触燃焼式ガスセンサーの一実施例を示す断面図と、水素ガス検出器の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の水素検出器のシリコーンの存在下での指示値の時間的変化を示す線図である。
【図３】本発明の水素検出器の孔径を変えてシリコーンと一定濃度の水素との雰囲気で検出を行った場合の指示値の時間的変化を示す図である。
【図４】接触燃焼式ガスセンサ自体をシリコーンの存在下で水素を検出した場合の指示値の時間的変化を示す線図である。
【図５】接触燃焼式ガスセンサー自体をそれぞれシリコーンと種々の濃度の水素を含む雰囲気で所定時間検出動作を行わせた後における水素１００００ｐｐｍの指示値を示す線図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  接触燃焼式ガスセンサー、    １１  ヒータ、    １２  電気絶縁層、    １３  酸化触媒層、    ２０  容器、    ２１  貫通孔、    ２３  ステー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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