(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出素子と温度補償素子とを設けたガス検出室に検査対象ガスを導入して被検知ガスを検出するガスセンサを、前記検査対象ガスが流通する検査対象ガス流路に設置し、前記検査対象ガス流路を流れる検査対象ガス中の被検知ガスを前記ガスセンサで検知するガス検知システムにおいて、
前記ガス検出室に前記検査対象ガスを導入するガス導入口に、前記検査対象ガスを前記検査対象ガス流路から前記ガス検出室に導入するトラップ流路とこのトラップ流路の内壁面に設けられたシリコン除去材とを備えたシリコントラップを備え、
前記トラップ流路には検査対象ガスが衝突する衝突部が前記検査対象ガスの流れ方向に互いに離間して複数設けられ、これら衝突部における前記内壁面に沿って前記シリコン除去材が設けられていることを特徴とするガス検知システム。
【請求項２】
前記トラップ流路は、ガス導入用に開口する始端と、ガス排出用に開口する終端とを備えることを特徴とする請求項１に記載のガス検知システム。
【請求項３】
検出素子と温度補償素子とを設けたガス検出室に検査対象ガスを導入して被検知ガスを検出するガスセンサを、前記検査対象ガスが流通する検査対象ガス流路に設置し、前記検査対象ガス流路を流れる検査対象ガス中の被検知ガスを前記ガスセンサで検知するガス検知システムにおいて、
前記ガスセンサの設置位置よりも上流に位置する前記検査対象ガス流路に、前記検査対象ガスを前記検査対象ガス流路の上流から下流に導くトラップ流路とこのトラップ流路の内壁面に設けられたシリコン除去材とを備えたシリコントラップを備え、
前記トラップ流路には検査対象ガスが衝突する衝突部が前記検査対象ガスの流れ方向に互いに離間して複数設けられ、これら衝突部における前記内壁面に沿って前記シリコン除去材が設けられていることを特徴とするガス検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスセンサで被検知ガスを検知するガス検知システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスセンサとしてはガス接触燃焼式のガスセンサなどが知られている。このガス接触燃焼式ガスセンサは、触媒が付着されている検出素子と触媒が付着されていない温度補償素子とを備えて構成されており、被検知ガスが触媒に接触した際に燃焼する熱を利用して検出素子と温度補償素子との電気抵抗の差異から前記被検知ガスのガス濃度を検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、検査対象ガスを流通させる流路にこのようなガスセンサを備えた場合は、シール材等の材料中のシリコンが検査対象ガスに混入する場合があるが、検出素子が触媒反応中にこのシリコンに晒されると触媒が被毒し、その結果、検出素子が劣化して、検出精度が低下する虞がある。
そこで、この発明は、簡単な構成で、ガスセンサのシリコン被毒を防止することができるガス検知システムを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、検出素子（例えば、後述する実施の形態における検出素子４２）と温度補償素子（例えば、後述する実施の形態における温度補償素子４３）とを設けたガス検出室（例えば、後述する実施の形態におけるガス検出室３５）に検査対象ガス（例えば、後述する実施の形態における空気オフガス）を導入して被検知ガス（例えば、後述する実施の形態における水素ガス）を検出するガスセンサ（例えば、後述する実施の形態における水素センサ２５）を、前記検査対象ガスが流通する検査対象ガス流路（例えば、後述する実施の形態における空気排出路２２）に設置し、前記検査対象ガス流路を流れる検査対象ガス中の被検知ガスを前記ガスセンサで検知するガス検知システムにおいて、前記ガス検出室に前記検査対象ガスを導入するガス導入口（例えば、後述する実施の形態におけるガス導入口３７）に、前記検査対象ガスを前記検査対象ガス流路から前記ガス検出室に導入するトラップ流路（例えば、後述する実施の形態におけるトラップ流路６０，６８）とこのトラップ流路の内壁面に設けられたシリコン除去材（例えば、後述する実施の形態における触媒層６１，７２）とを備えたシリコントラップ（例えば、後述する実施の形態におけるシリコントラップ５０）を備え、前記トラップ流路には検査対象ガスが衝突する衝突部（例えば、後述する実施の形態における外筒部５１、フランジ部５３，中間フランジ部５５、邪魔板５７、起立壁部７１）が前記検査対象ガスの流れ方向に互いに離間して複数設けられ、これら衝突部における前記内壁面に沿って前記シリコン除去材が設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、シリコントラップによってシリコンを除去された検査対象ガスが、ガスセンサのガス検出室に流入するようになり、ガスセンサのシリコン被毒を防止することができる。また、シリコントラップの構造が簡単になる。
【０００５】
また、この発明においては、前記シリコン除去材を触媒（例えば、後述する実施の形態における白金）で構成することができる。
このように構成すると、検査対象ガスに含まれるシリコンは触媒に付着し、その結果、検査対象ガスからシリコンを除去することができる。
【０００６】
また、この発明において、前記トラップ流路には検査対象ガスが衝突する衝突部が複数設けられ、この衝突部に前記シリコン除去材が設けられているので、検査対象ガスに含まれるシリコンがシリコン除去材に接触する機会が増大し、シリコンを十分に除去することが可能となる。
【０００７】
また、この発明において、前記シリコントラップが、前記ガス検出室に前記検査対象ガスを導入するガス導入口に取り付けられているので、シリコントラップをコンパクトにすることができ、また、ガスセンサとの一体化が可能となる。
【０００８】
また、この発明において、前記トラップ流路は、ガス導入用に開口する始端（例えば、後述する実施の形態におけるガス導入口６６）と、ガス排出用に開口する終端（例えば、後述する実施の形態におけるガス排出口６７）とを備えるようにしてもよい。
このように構成することにより、トラップ流路に検査対象ガスが流れ易くなり、被検知ガスの検知精度が向上する。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、検出素子（例えば、後述する実施の形態における検出素子４２）と温度補償素子（例えば、後述する実施の形態における温度補償素子４３）とを設けたガス検出室（例えば、後述する実施の形態におけるガス検出室３５）に検査対象ガス（例えば、後述する実施の形態における空気オフガス）を導入して被検知ガス（例えば、後述する実施の形態における水素ガス）を検出するガスセンサ（例えば、後述する実施の形態における水素センサ２５）を、前記検査対象ガスが流通する検査対象ガス流路（例えば、後述する実施の形態における空気排出路２２）に設置し、前記検査対象ガス流路を流れる検査対象ガス中の被検知ガスを前記ガスセンサで検知するガス検知システムにおいて、前記ガスセンサの設置位置よりも上流に位置する前記検査対象ガス流路（例えば、後述する実施の形態におけるバイパス路２７）に、前記検査対象ガスを前記検査対象ガス流路の上流から下流に導くトラップ流路（例えば、後述する実施の形態におけるトラップ流路８５，９６）とこのトラップ流路の内壁面に設けられたシリコン除去材（例えば、後述する実施の形態における触媒層８６，９８）とを備えたシリコントラップ（例えば、後述する実施の形態におけるシリコントラップ８０，９０）を備え、前記トラップ流路には検査対象ガスが衝突する衝突部（例えば、後述する実施の形態における端板８１ａ，８１ｂ，９１ａ，９１ｂ、閉塞端板８４ａ、邪魔板９７）が前記検査対象ガスの流れ方向に互いに離間して複数設けられ、これら衝突部における前記内壁面に沿って前記シリコン除去材が設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、シリコントラップによってシリコンを除去された検査対象ガスが、ガスセンサのガス検出室に流入するようになり、ガスセンサのシリコン被毒を防止することができる。また、シリコントラップの構造が簡単になる。
また、前記トラップ流路には検査対象ガスが衝突する衝突部が複数設けられ、この衝突部に前記シリコン除去材が設けられているので、検査対象ガスに含まれるシリコンがシリコン除去材に接触する機会が増大し、シリコンを十分に除去することが可能となる。
また、この発明において、前記シリコントラップ（例えば、後述する実施の形態における８０，９０）が、前記ガスセンサの設置位置よりも上流に位置する前記検査対象ガス流路に設けられているので、シリコントラップの設計自由度が大きくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るガス検知システムの実施の形態を図１から図７の図面を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施の形態においては、ガスセンサは、被検知ガスとしての水素ガスを検出する水素センサとしての態様であり、燃料電池のカソードから排出されるカソードオフガス（検査対象ガス）中に水素ガスが漏れていないことを確認するためのガス検知システムの態様である。
【００１１】
〔第１の実施の形態〕
初めに、この発明に係るガス検知システムの第１の実施の形態を図１から図３の図面を参照して説明する。
図１は、ガスセンサとしての水素センサ２５を備えた燃料電池システムの構成図である。この実施の形態において、燃料電池システムは、例えば燃料電池の発電電力によって駆動する電気自動車等の車両に搭載されている。
【００１２】
燃料電池２は、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルを複数積層して構成されたスタックからなる。この燃料電池２では、水素供給路１１を介して燃料として水素ガスが前記アノードに供給されるとともに、空気供給路２１を介して酸化剤として空気が前記カソードに供給され、アノードで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動して、カソードで酸素と電気化学反応を起こして発電し、水を生成する。そして、未反応の水素ガス、すなわち水素オフガス（アノードオフガス）は水素排出路１２から排出されて図示しない循環路を介して再利用され、反応済みの空気、すなわち空気オフガス（カソードオフガス）は空気排出路２２から系外に排出される。
【００１３】
空気排出路２２の途中には、その重力方向上側にガス接触燃焼式の水素センサ２５が取り付けられており、この水素センサ２５により空気オフガス中に水素ガスが存在しないことを確認することができるようになっている。しかし、前記空気オフガスには、燃料電池２や空気排出路２２に使用されているシール材等の材料中のシリコンが検査対象ガスに混入する場合がある。
図２は水素センサ２５の平面図、図３は図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図であって水素センサ２５の取付状態を示している。
空気排出路２２には水素センサ２５の取付座２３が形成されるとともに、空気排出路２２の周壁に取付孔２４が設けられている。
水素センサ２５は、例えば、ポリフェニレンサルファイド製のケース３０にフランジ部３１が形成され、フランジ部３１にはカラー３２を取り付けてあり、このカラー３２内にボルト３３を挿入して、前記空気排出路２２の取付座２３に締め付け固定されている。
【００１４】
ケース３０には筒状部３４が形成され、この筒状部３４にキャップ型のシリコントラップ５０が装着されており、筒状部３４とシリコントラップ５０は取付孔２４に挿通されている。
筒状部３４の内部はガス検出室３５として形成され、筒状部３４の先端側、つまりガス検出室３５の空気排出路２２の内部側の端部は、ガス導入口３７として開口形成されている。そして、この筒状部３４の内部にセンサ本体３９が装着されている。
【００１５】
センサ本体３９は、ケース３０の筒状部３４の基端側を閉塞する位置に、例えばポリフェニレンサルファイド製で円環状のベース４０が設けられると共に、外周部分には筒状部３４の先端に至る高さを有する金属製で筒状の周壁部４１が設けられ、白金等の触媒が付着された検出素子４２と触媒が付着されていない温度補償素子４３とがベース４０から同一高さで所定間隔を隔てて一対設けられて構成されている。
検出素子４２は周知の素子であって、被検知ガスである水素が白金等の触媒に接触した際に燃焼する熱を利用し、水素の燃焼により高温となった検出素子４２と雰囲気温度下の温度補償素子４３との間に電気抵抗の差が生ずることを利用し、水素ガス濃度を検出し、水素ガス濃度に応じた出力電流を出力信号として制御装置２９（図１参照）に出力する。
【００１６】
また、シリコントラップ５０は外筒部５１を備え、この外筒部５１の基端側の内部に水素センサ２５の筒状部３４が嵌め込まれることによって、シリコントラップ５０は水素センサ２５に取り付けられ、外筒部５１の基端面がケース３０の底面に突き当てられる。なお、筒状部３４の外周面と外筒部５１の内周面はシール材３８によってシールされ、外筒部５１の外周面と取付孔２４の内周面はシール材５２によってシールされる。
外筒部５１の先端には内側に向かってフランジ部５３が形成され、フランジ部５３の内周部分には外筒部５１の基端側へ直角に屈曲するガス導入筒５４が形成されており、空気排出路２２を流れる空気オフガスがガス導入筒５４から外筒部５１内に導入可能となっている。なお、フランジ部５３は空気排出路２２の内壁に面一に設定されており、ガス導入筒５４は空気排出路２２を流れる空気オフガスに対して直角方向に指向している。
【００１７】
また、外筒部５１はその内周面から内方へ突出する中間フランジ部５５を有しており、この中間フランジ部５５に水素センサ２５の筒状部３４の先端および周壁部４１の先端が突き当たるようになっている。中間フランジ部５５の内周部分には外筒部５１の基端側へ直角に屈曲する嵌合筒部５６が形成されており、この嵌合筒部５６は周壁部４１の内側に嵌合している。
さらに、外筒部５１の内部には、嵌合筒部５６から支持アーム５８によって吊り下げられた邪魔板５７が、フランジ部５３と中間フランジ部５５の間に設置されている。邪魔板５７の外周部は、フランジ部５３および中間フランジ部５５の径方向略中央に位置しており、邪魔板５７の外周部分にはフランジ部５３へ接近する方向に直角に屈曲する筒部５９が形成されている。
【００１８】
この外筒部５１の内部であって中間フランジ部５５より先端側は、空気オフガスが流れるラビリンス状のトラップ流路６０とされている。トラップ流路６０において、ガス導入筒５４から流入したガスは、邪魔板５７に衝突して流れの向きを径方向外方へと変更せしめられ、さらに、筒部５９により流れの向きをフランジ部５３に向かう方向へと変更せしめられ、次に、フランジ部５３に衝突して流れの向きを径方向外側へと変更せしめられ、さらに、外筒部５１の内周面により流れの向きを中間フランジ部５５に向かう方向へと変更せしめられ、次に、中間フランジ部５５に衝突して流れの向きを径方向内側へと変更せしめられ、最終的に、嵌合筒部５６からガス導入口３７を経て筒状部３４内に導入される。
【００１９】
そして、このシリコントラップ５０においては、トラップ流路６０の内壁面であって空気オフガスが衝突し流れの向きを変える部分に、白金やパラジウムまたはそれらの化合物などの触媒（シリコン除去材）が設けられている。詳述すると、触媒層６１は、フランジ部５３の内面と、中間フランジ部５５においてフランジ部５３と対向する側の面と、邪魔板５７においてフランジ部５３と対向する側の面に、それぞれ設けられている。この実施の形態においては、フランジ部５３と中間フランジ部５５と邪魔板５７は、空気オフガスが衝突する衝突部を構成しており、衝突部はガスの流れ方向に互いに離間して複数設けられ、これら衝突部における内壁面に沿って触媒層６１が設けられている。
以上説明するように、第１の実施の形態では、シリコントラップ５０は、ガス検出室３５の上流に設置されており、ガス導入口３７を覆うように水素センサ２５に取り付けられている。
【００２０】
このように構成されたガス検知システムにおいては、空気排出路２２を流れる空気オフガスがシリコントラップ５０のガス導入筒５４から外筒部５１内に流入すると、この空気オフガスがトラップ流路６０を水素センサ２５のガス導入口３７に向かって流れていく間に、空気オフガス中に含まれているシリコンがいずれかの触媒層６１に衝突し、触媒層６１に付着する。これにより、空気オフガスからシリコンを除去することができ、シリコンを含まない空気オフガスがガス検出室３５に進入するようになる。特に、触媒層６１は空気オフガスが衝突する部位に設けられているので、空気オフガスに含まれるシリコンが触媒層６１に接触する機会が増大し、シリコンを十分に除去することができる。
【００２１】
したがって、水素センサ２５の検出素子４２に付着している触媒がシリコンによって被毒されることがなくなり、その結果、水素センサ２５の劣化を防止することができ、水素センサ２５の検出精度を長期に亘って高く維持することができる。
また、この第１の実施の形態では、シリコントラップ５０をガス導入口３７を覆うように取り付けているので、シリコントラップ５０をコンパクトにすることができ、しかも、水素センサ２５と一体化することができて、取り扱いが容易である。
【００２２】
〔第２の実施の形態〕
次に、この発明に係るガス検知システムの第２の実施の形態を図４の図面を参照して説明する。第２の実施の形態のガス検知システムにおいても、キャップ型のシリコントラップ５０が水素センサ２５の筒状部３４に装着されている点では第１の実施の形態と同じである。
しかしながら、第２の実施の形態では、シリコントラップ５０の中間フランジ部５５の端面が空気排出路２２の内壁に面一に設定されており、中間フランジ部５５よりも先端側に位置する外筒部５１は空気排出路２２内に突出するように設置されている。以下、第１の実施の形態のものと相違する部分、すなわち、シリコントラップ５０において空気排出路２２内に突出している部分について説明する。
シリコントラップ５０において空気排出路２２の取付孔２４内に挿入されている部分については第１の実施の形態のものと同じであるので、図中、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】
第２の実施の形態におけるシリコントラップ５０においては、外筒部５１の先端部が先端板６５によって閉塞されている。そして、外筒部５１の先端側の外周面であって空気排出路２２を流れる空気オフガスの流れ方向上流側にガス導入口６６が開口形成され、外筒部５１の中間部の外周面であって空気オフガスの流れ方向下流側にガス排出口６７が開口形成されており、ガス導入口６６とガス排出口６７は外筒部５１の内部に形成されたトラップ流路６８によって接続されている。換言すると、トラップ流路６８は、ガス導入用に開口するガス導入口６６を始端とし、ガス排出用に開口するガス排出口６７を終端としている。
【００２４】
トラップ流路６８は、外筒部５１の内周面から内部方向水平に延びる二つの仕切壁６９，７０によって、外筒部５１内を蛇行しながら中間フランジ部５５に接近するように形成されている。また、上側に設けられた仕切壁６９において中間フランジ部５５に対向する側の面には、ガスをガス導入口３７に導くための起立壁部７１が、上方に突出形成されている。
そして、外筒部５１の内壁面であってガスが衝突して流れの向きを１８０゜変更する部位と、起立壁部７１の上流側壁面に、白金やパラジウムまたはそれらの化合物等からなる触媒層７２が設けられている。この実施の形態において外筒部５１の内壁面と起立壁部７１は衝突部を構成しており、衝突部はガスの流れ方向に互いに離間して複数設けられ、これら衝突部における内壁面に沿って触媒層７２が設けられている。
【００２５】
このように構成されたガス検知システムにおいては、空気排出路２２を流れる空気オフガスがシリコントラップ５０のガス導入口６６からトラップ流路６８に流入すると、この空気オフガスがトラップ流路６８を水素センサ２５のガス導入口３７に向かって流れていく間に、空気オフガス中に含まれているシリコンがいずれかの触媒層７２に衝突し、触媒層７２に付着する。特に、触媒層７２は空気オフガスが衝突する部位に設けられているので、空気オフガスに含まれるシリコンが触媒層７２に接触する機会が増大し、シリコンを十分に除去することができる。これにより、空気オフガスからシリコンを除去することができ、シリコンを含まない空気オフガスが、起立壁部７１に案内されてガス導入口３７に向かって流れるようになる。そして、シリコンを含まない空気オフガスの一部がガス検出室３５に進入するようになる。
【００２６】
したがって、水素センサ２５の検出素子４２に付着している触媒がシリコンによって被毒されることがなくなり、その結果、水素センサ２５の劣化を防止することができ、水素センサ２５の検出精度を長期に亘って高く維持することができる。
そして、ガス検出室３５に導入されなかった空気オフガス、および、ガス検出室３５から排出された空気オフガスは、トラップ流路６８の終端であるガス排出口６７から空気排出路２２に排出される。このように、第２の実施の形態においては、シリコントラップ５０のトラップ流路６８の始端がガス導入口６６として開口し、終端がガス排出口６７として開口しているので、トラップ流路６８に空気オフガスが流れ易くなる。しかも、起立壁部７１の案内機能により、ガス検出室３５内のガスが入れ替わり易くなる。その結果、水素センサ２５の検知精度が向上する。
また、この第２の実施の形態におけるガス検知システムにおいても、この第１の実施の形態と同様、ガス導入口３７を覆うようにシリコントラップ５０を取り付けているので、シリコントラップ５０をコンパクトにすることができ、しかも、水素センサ２５と一体化することができて、取り扱いが容易である。
【００２７】
〔第３の実施の形態〕
次に、この発明に係るガス検知システムの第３の実施の形態を図５および図６の図面を参照して説明する。
前述した第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、キャップ型のシリコントラップ５０を水素センサ２５の筒状部３４に装着させた態様であったが、第３の実施の形態では、水素センサ２５よりも上流に位置する空気オフガス流路の途中にシリコントラップを設ける態様である。
【００２８】
図５は、第３の実施の形態におけるガス検知システムの要部構成図である。空気排出路２２の途中には絞り２６が設けられるとともに、この絞り２６の上流と下流はセンシング用のバイパス路２７によって接続されていて、空気排出路２２を流れる空気オフガスの一部がバイパス路２７にも流れるようになっている。
そして、バイパス路２７にシリコントラップ８０と水素センサ２５が設置されており、シリコントラップ８０は水素センサ２５よりも上流に配置されている。水素センサ２５の構成は、第１の実施の形態における水素センサ２５と同じであるのでその説明を省略する。
【００２９】
シリコントラップ８０は、図６の断面図に示すように、筒状の本体８１を有し、この本体８１の一端側の端板８１ａに入口管８２が貫通固定されていて、入口管８２の先端は本体８１の内部途中に位置しており、本体８１の他端側の端板８１ｂに出口管８３が連結されている。また、本体８１内には、一端側だけを開口させた筒体８４が、入口管８２の先端側に隙間を有して被さるように設けられており、筒体８４の閉塞端板８４ａを入口管８２の開口端８２ａに対向させている。
【００３０】
このシリコントラップ８０においては、本体８１の内部がトラップ流路８５に形成されていて、トラップ流路８５は入口管８２および筒体８４で仕切られることによって蛇行し、ラビリンス状にされている。
そして、筒体８４の閉塞端板８４ａの内面と、本体８１の一端側端板８１ａの内面と、本体８１の他端側端板８１ｂの内面に、白金やパラジウムまたはそれらの化合物等からなる触媒層８６が設けられている。これら触媒層８６が設けられた部位は、トラップ流路８５を流れるガスが衝突して流れの向きを変える部位であり、この実施の形態において本体８１の両端板８１ａ，８１ｂと筒体８４の閉塞端板８４ａは衝突部を構成しており、衝突部はガスの流れ方向に互いに離間して複数設けられ、これら衝突部における内壁面に沿って触媒層８６が設けられている。
【００３１】
この第３の実施の形態におけるガス検知システムにおいては、空気排出路２２を流れる空気オフガスの一部がバイパス路２７に流れ込み、シリコントラップ８０を流通することとなる。そして、シリコントラップ８０の入口管８２から流入した空気オフガスがトラップ流路８５を出口管８３に向かって流れていく間に、空気オフガス中に含まれているシリコンがいずれかの触媒層８６に衝突し、触媒層８６に付着する。特に、触媒層８６は空気オフガスが衝突する部位に設けられているので、空気オフガスに含まれるシリコンが触媒層８６に接触する機会が増大し、シリコンを十分に除去することができる。これにより、空気オフガスからシリコンを除去することができ、シリコンを含まない空気オフガスが水素センサ２５の設置されている下流へと流れていく。そして、シリコンを含まない空気オフガスが水素センサ２５のガス検出室３５に進入するようになる。
【００３２】
したがって、水素センサ２５の検出素子４２に付着している触媒がシリコンによって被毒されることがなくなり、その結果、水素センサ２５の劣化を防止することができ、水素センサ２５の検出精度を長期に亘って高く維持することができる。
この第３の実施の形態では、シリコントラップ８０を水素センサ２５の筒状部３４に直接取り付けるのではなく、水素センサ２５の設置位置よりも上流に位置するバイパス路２７に設けているので、シリコントラップ８０の設計自由度が大きくなり、シリコントラップ８０の外形寸法や触媒層８６の表面積等を自由に設定することが可能になり、シリコン除去能力を大きくすることもできるという利点がある。
【００３３】
〔第４の実施の形態〕
次に、この発明に係るガス検知システムの第４の実施の形態を図７の図面を参照して説明する。
第４の実施の形態のガス検知システムは、水素センサ２５よりも上流に位置するバイパス路２７の途中にシリコントラップを設ける点では第３の実施の形態のものと同じであり、相違点はシリコントラップの内部構造にある。
【００３４】
以下、図７を参照して、第４の実施の形態におけるシリコントラップ９０を説明する。
このシリコントラップ９０においては、本体９１の一端側端板９１ａに入口管９２が連結され、本体９１の他端側端板９１ｂに出口管９３が連結されている。本体９１内は、各端板９１ａ，９１ｂの内面から延びる仕切板９４，９５により蛇行する１本の流路に形成されており、この流路がトラップ流路９６とされている。このトラップ流路９６の一端が入口管９２に接続され、他端が出口管９３に接続されている。
【００３５】
また、本体９１の内周面および仕切板９４，９５には、トラップ流路９６を流れるガスの流れ方向下流に向かって傾斜する邪魔板（衝突部）９７が多数突設されている。
そして、各端板９１ａ，９１ｂの内面と、各邪魔板９７のガスの流れ方向上流側の面には、白金やパラジウムまたはそれらの化合物等からなる触媒層９８が設けられている。これら触媒層９８が設けられた部位は、トラップ流路９６を流れるガスが衝突して流れの向きを変える部位であり、この実施の形態において端板９１ａ，９１ｂと各邪魔板９７は衝突部を構成しており、衝突部はガスの流れ方向に互いに離間して複数設けられ、これら衝突部における内壁面に沿って触媒層９８が設けられている。
【００３６】
このシリコントラップ９０においても、入口管９２から流入した空気オフガスがトラップ流路９６を出口管９３に向かって流れていく間に、空気オフガス中に含まれているシリコンがいずれかの触媒層９８に衝突し、触媒層９８に付着する。特に、触媒層９８は空気オフガスが衝突する部位に設けられているので、空気オフガスに含まれるシリコンが触媒層９８に接触する機会が増大し、シリコンを十分に除去することができる。これにより、空気オフガスからシリコンを除去することができ、シリコンを含まない空気オフガスが水素センサ２５のガス検出室３５に進入するようになる。
【００３７】
したがって、水素センサ２５の検出素子４２に付着している触媒がシリコンによって被毒されることがなくなり、その結果、水素センサ２５の劣化を防止することができ、水素センサ２５の検出精度を長期に亘って高く維持することができる。
この第４の実施の形態の場合にも、水素センサ２５の設置位置よりも上流に位置するバイパス路２７にシリコントラップ９０を設けているので、シリコントラップ９０の設計自由度が大きくなり、シリコントラップ９０の外形寸法や触媒層９８の表面積等を自由に設定することが可能になり、シリコン除去能力を大きくすることができる。
【００３８】
〔他の実施の形態〕
尚、この発明は前述した実施の形態に限られるものではない。
例えば、被検知ガスは水素ガスに限定されるものではなく、他のガス成分であってもよく、また、ガスセンサは、水素センサに限るものではなく、他のガス成分を検出するものであってもよい。さらに、検査対象ガスは、燃料電池のカソードから排出されるカソードオフガスに限るものではない。
また、シリコン除去材は、検査対象ガス中のシリコンを除去することができればよく、この目的が達成される限り適宜材料を採用することができる。触媒などをシリコン除去材として用いる場合は、シリコン付着の活性を高めるために、通電したり、加熱して温度を高めることも可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明するように、この発明によれば、ガス検出室の上流にシリコントラップを備えているので、シリコントラップによってシリコンを除去された検査対象ガスが、ガスセンサのガス検出室に流入するようになり、ガスセンサのシリコン被毒を防止することができる。その結果、ガスセンサの劣化を防止でき、ガスセンサの検出精度を長期に亘って高く維持することができるという優れた効果が奏される。
また、この発明において、前記シリコン除去材を触媒で構成した場合には、検査対象ガスに含まれるシリコンを触媒に付着させることで除去することができる。
【００４０】
また、トラップ流路には検査対象ガスが衝突する衝突部が複数設けられ、この衝突部に前記シリコン除去材が設けられているので、検査対象ガスに含まれるシリコンがシリコン除去材に接触する機会が増大し、シリコンを十分に除去することができ、ガスセンサのシリコン被毒を確実に防止することができるという効果がある。
また、この発明において、前記シリコントラップを、前記ガス検出室に前記検査対象ガスを導入するガス導入口に取り付けた場合には、シリコントラップをコンパクトにすることができ、また、ガスセンサと一体化することができて、取り扱い易くなるという効果がある。
【００４１】
また、この発明において、前記トラップ流路が、ガス導入用に開口する始端と、ガス排出用に開口する終端とを備える場合には、トラップ流路に検査対象ガスが流れ易くなり、ガスセンサの検知精度が向上するという効果がある。
また、この発明において、前記シリコントラップを、前記ガスセンサの設置位置よりも上流に位置する前記検査対象ガス流路に設けた場合には、シリコントラップの設計自由度が大きくなり、シリコン除去能力を大きくすることもできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るガス検知システムの第１の実施の形態の構成図である。
【図２】  前記第１の実施の形態において使用されるガスセンサとしての水素センサの平面図である。
【図３】  前記水素センサおよびシリコントラップの取付状態を示す図であり、図２のＩ−Ｉ断面図である。
【図４】  この発明に係るガス検知システムの第２の実施の形態における水素センサおよびシリコントラップの取付状態を示す図である。
【図５】  この発明に係るガス検知システムの第３の実施の形態における要部構成図である。
【図６】  前記第３の実施の形態において使用されるシリコントラップの断面図である。
【図７】  この発明に係るガス検知システムの第４の実施の形態において使用されるシリコントラップの断面図である。
【符号の説明】
２２  空気排出路（検査対象ガスの流路）
２５  水素センサ（ガスセンサ）
２７  バイパス路（検査対象ガスの流路）
３５  ガス検出室
３７  ガス導入口
４２  検出素子
４３  温度補償素子
５０，８０，９０  シリコントラップ
５１  外筒部（衝突部）
５３  フランジ部（衝突部）
５５  中間フランジ部（衝突部）
５７  邪魔板（衝突部）
６０，６８，８５，９６  トラップ流路
６１，７２，８６，９８  触媒層（シリコン除去材）
６６  ガス導入口（トラップ流路の始端）
６７  ガス排出口（トラップ流路の終端）
７１  起立壁部（衝突部）
８１ａ，８１ｂ  端板（衝突部）
８４ａ  閉塞端板（衝突部）
９１ａ，９１ｂ  端板（衝突部）
９７  邪魔板（衝突部）
【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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【図６】
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【図７】
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