JP2018141800A - Gas detector - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a gas detector including a gas detection element having a gas sensitive portion that comes into contact with a gas to be detected.
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。 In Patent Document 1, an adsorption filter using activated carbon, zeolite, silica gel, a plastic gas-selective permeable membrane, or the like is provided to absorb miscellaneous gases such as water vapor, ethanol, or trichrene, and miscellaneous gas detection elements. A gas sensor that can mitigate the effects of gas is disclosed.
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。 Patent Document 2 discloses a gas sensor in which a disturbing component inflow restricting means is provided between a removing means for removing a disturbing component of a gas to be detected and a gas sensitive part. The interference component inflow restricting means can alleviate the influence when the disturbing component is absorbed and released from the removing means due to a change in atmosphere, and can prevent malfunction of the gas sensor when the atmosphere state changes. Specifically, the disturbance component inflow restricting means is disclosed as an inflow restricting plate provided with a pinhole, and the inflow restricting plate is fixed to the housing by a fixing means between the removing means and the gas sensitive part. Has been.
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。 Anti-condensation sprays and hair sprays used at home may contain siloxane compounds. The siloxane compound is an organic polymer having a “Si—O—Si” siloxane bond in the skeleton.
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。 When the siloxane compound adheres to the gas detection element, the detection sensitivity of the gas detection element decreases, or the gas detection sensitivity increases with respect to gases other than the gas that should be selectively detected, which may cause malfunction. There was. This is because the siloxane compound contained in the gas to be detected reaches the gas detection element as a disturbing component, and the siloxane compound or a decomposition product thereof adheres to the gas detection element, thereby changing the gas detection characteristics of the gas detection element. It is considered a thing.
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。 Therefore, for example, in a flammable gas sensor, an adsorption filter using activated carbon as an adsorbent is arranged as in Patent Document 1, so that the siloxane compound is adsorbed by the adsorption filter, and the siloxane compound reaches the surface of the gas detection element. Can be prevented.
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。 When a combustible gas sensor equipped with an adsorption filter is installed in a room such as a kitchen, the adsorption filter adsorbs interfering components such as a siloxane compound floating in the room. For this reason, there is a problem that the adsorption capacity of the adsorption filter tends to be lowered early, and the ability to adsorb the interfering component is lowered.
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。 Also, in order to improve the durability of combustible gas sensors against interfering components such as siloxane compounds, when the amount of adsorbent introduced into the adsorption filter is greatly increased, or when the area of the gas inlet is reduced, While durability against the disturbing component is improved, responsiveness to the gas to be detected is significantly lowered.
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。 In addition, when the area of the gas inlet is reduced, in a household kitchen where a disturbing component such as a siloxane compound exists, the disturbing component is adsorbed in a large amount by the adsorbent, particularly during the low temperature and low humidity period, and the inside of the combustible gas sensor housing Easy to hold. In such a situation, if the environment becomes a high temperature and high humidity environment, the detached gas that has desorbed from the adsorbent due to the temperature rise of the adsorbent moves to the gas sensing element side, and the desorbed gas does not exist even though there is no gas to be detected. There was a risk of detecting gas.
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。 In order to prevent such erroneous detection, the gas sensor described in Patent Document 2 is provided with a disturbing component inflow restricting means (an inflow restricting plate provided with a pinhole) so that the disturbing component moves toward the gas detecting element. Was preventing. The inflow restricting plate is fixed to the housing by a fixing means. If there is a gap between the periphery of the inflow restricting plate and the housing, the disturbing component easily moves to the gas detection element side from the gap. There was a risk of moving. In this case, in order to eliminate the gap between the periphery of the inflow restricting plate and the housing, it is conceivable to seal the periphery of the inflow restricting plate with an adhesive or the like. However, in such a method, the production efficiency of the gas sensor is reduced. There is a problem that the cost is reduced and the cost is increased.
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、被検知ガスの応答性に優れ、かつ生産性に優れたガス検知器を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas detector that is not easily affected by various interference components, has excellent response of the gas to be detected, and is excellent in productivity.
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第一吸着部を備え、前記二重の筐体における内側の内側筐体は、前記妨害成分を分解する分解触媒部および前記妨害成分を吸収する第二吸着部を、被検知ガスの導入方向からこの順に備えた点にある。 In order to achieve the above object, a gas detector according to the present invention is a gas detector including a gas detection element having a gas sensitive portion that comes into contact with a gas to be detected. A double housing for housing the element, and an outer housing on the outside of the double housing includes a gas introduction port for introducing the gas to be detected and a first adsorption portion for absorbing the disturbing component, The inner case inside the heavy case is provided with a decomposition catalyst part for decomposing the disturbing component and a second adsorption part for absorbing the disturbing component in this order from the introduction direction of the gas to be detected.
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、第一吸着部、分解触媒部および第二吸着部を収容する空間を容易に形成することができる。 According to this configuration, the housing that houses the gas detector has a double housing structure. Therefore, when assembling the gas detector, the space for accommodating the first adsorbing portion, the decomposition catalyst portion, and the second adsorbing portion can be easily formed simply by assembling the outer casing and the inner casing.
本構成では、ガス導入口より外側筐体に導入された導入ガスは、まず、第一吸着部を通過する。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によって吸着される。
当該妨害成分の全てが第一吸着部によって吸着されない場合、残りの妨害成分は内側筐体における分解触媒部に到達する。このとき分解触媒部に導入された妨害成分は、分解触媒部によって分解される。妨害成分の全てが分解触媒部によって分解されない場合、残りの妨害成分は第二吸着部に到達し、当該第二吸着部によって吸着される。
このように内側筐体において分解触媒部および第二吸着部を通過することで、妨害成分は分解あるいは吸着されるため、ガス検知素子に到達する妨害成分は極めて少なくなる。
In this configuration, the introduced gas introduced into the outer casing from the gas inlet first passes through the first adsorption unit. At this time, if the introduced gas contains an interfering component, it is adsorbed by the first adsorption unit.
When all of the disturbing components are not adsorbed by the first adsorbing portion, the remaining disturbing components reach the decomposition catalyst portion in the inner casing. At this time, the disturbing component introduced into the cracking catalyst part is decomposed by the cracking catalyst part. When all of the interfering components are not decomposed by the decomposition catalyst unit, the remaining interfering components reach the second adsorption unit and are adsorbed by the second adsorption unit.
In this way, since the interference component is decomposed or adsorbed by passing through the decomposition catalyst portion and the second adsorption portion in the inner casing, the interference component reaching the gas detection element is extremely reduced.
従って、本発明のガス検知器では、第一吸着部、分解触媒部および第二吸着部を備えることで、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。 Therefore, the gas detector of the present invention includes the first adsorbing part, the decomposition catalyst part, and the second adsorbing part, so that various disturbing components even when used in a kitchen where various disturbing components such as siloxane compounds exist. Can be made more difficult to be affected.
また、後述の実施例においてガス応答性を調べた結果、本発明のガス検知器は優れたガス応答性を有するものと認められている。 Further, as a result of examining the gas responsiveness in Examples described later, it is recognized that the gas detector of the present invention has an excellent gas responsiveness.
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、被検知ガスの応答性に優れ、かつ生産性に優れる。 Therefore, the gas detector of the present invention is hardly affected by various interference components, has excellent response of the gas to be detected, and is excellent in productivity.
本発明に係るガス検知器の第二特徴構成は、前記第一吸着部および前記分解触媒部の間に妨害成分の流入を制限する制限手段を備えた点にある。 The second characteristic configuration of the gas detector according to the present invention is that a limiting means for limiting the inflow of disturbing components is provided between the first adsorption unit and the cracking catalyst unit.
本構成によれば、妨害成分の全てが第一吸着部によって吸着されない場合、残りの妨害成分は妨害成分の流入を制限する制限手段を経由して内側筐体における分解触媒部に到達するように構成できる。このとき、例えば制限手段の開口面積はガス導入口の開口面積より小さく設定することができるため、分解触媒部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。これにより、ガス検知素子に到達する妨害成分は極めて少なくなる。 According to this configuration, when not all of the disturbing components are adsorbed by the first adsorbing portion, the remaining disturbing components reach the decomposition catalyst portion in the inner casing via the restricting means that restricts the inflow of the disturbing components. Can be configured. At this time, for example, the opening area of the restricting means can be set smaller than the opening area of the gas inlet, so that the amount of disturbing components introduced into the cracking catalyst portion can be greatly reduced. Thereby, the disturbing component reaching the gas detection element is extremely reduced.
本発明に係るガス検知器の第三特徴構成は、前記内側筐体は、前記妨害成分を吸収する第三吸着部を、前記分解触媒部の上流側に備えた点にある。 A third characteristic configuration of the gas detector according to the present invention is that the inner casing includes a third adsorption portion that absorbs the disturbing component on the upstream side of the cracking catalyst portion.
本構成によれば、第三吸着部は制限手段の下流（ガス検知素子側）に配設される。この状態においては、第三吸着部は制限手段を経由した妨害成分を吸着できるため、第三吸着部の下流側に配設してある分解触媒部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。これにより、ガス検知素子に到達する妨害成分は極めて少なくなる。 According to this configuration, the third adsorption portion is disposed downstream (on the gas detection element side) of the limiting means. In this state, since the third adsorbing part can adsorb the disturbing component via the restricting means, the amount of the disturbing component introduced into the cracking catalyst part disposed downstream of the third adsorbing part is greatly reduced. can do. Thereby, the disturbing component reaching the gas detection element is extremely reduced.
本発明に係るガス検知器の第四特徴構成は、前記第二吸着部および前記第三吸着部は、それぞれ固体酸触媒で形成した点にある。 A fourth characteristic configuration of the gas detector according to the present invention is that the second adsorbing portion and the third adsorbing portion are each formed of a solid acid catalyst.
本構成の成分を有する第二吸着部および第三吸着部とすれば、妨害成分を吸着することができる。 If the second adsorbing part and the third adsorbing part having the components of this configuration are used, the interfering component can be adsorbed.
本発明に係るガス検知器の第五特徴構成は、前記分解触媒部は、貴金属を担持したカーボン系材料で形成した点にある。 A fifth characteristic configuration of the gas detector according to the present invention is that the cracking catalyst portion is formed of a carbon-based material supporting a noble metal.
本構成の成分を有する分解触媒部とすれば、妨害成分を分解することができる。 If the decomposition catalyst portion having the components of this configuration is used, the disturbing components can be decomposed.
本発明に係るガス検知器の第六特徴構成は、前記第一吸着部を、活性炭、カーボンブラックおよびゼオライトの何れかで形成した点にある。 A sixth characteristic configuration of the gas detector according to the present invention is that the first adsorption part is formed of any one of activated carbon, carbon black, and zeolite.
本構成の成分を有する第一吸着部とすれば、妨害成分を吸着することができる。 If it is set as the 1st adsorption | suction part which has the component of this structure, a disturbance component can be adsorb | sucked.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the gas detector X of the present invention includes a
二重の筐体における内側の内側筐体５２は、妨害成分を分解する分解触媒部３４および妨害成分を吸収する第二吸着部３２を、被検知ガスの導入方向からこの順に備える。
The
当該内側筐体５２は、ガス導入口２０より開口面積が小さい制限通気口（制限手段）４０を備える。当該制限通気口（制限手段）４０は、妨害成分の流入を制限するものであり、第一吸着部３１および分解触媒部３４の間に配設してある。
The
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。
In the present embodiment, a case where two adsorbing units (first adsorbing
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。
In the present embodiment, a hot-wire semiconductor gas detection element is exemplified as the
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。
The hot wire type semiconductor
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。
The gas
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。
As shown in FIG. 2, the gas detector X according to the present embodiment includes a hot-wire semiconductor
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。
The
At one end of the
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、ゼオライト等が適用でき、これら材料に酸化触媒（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。
The
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の内部には、妨害成分を分解する分解触媒部３４および妨害成分を吸収する第二吸着部３２が配設してある。
At one end of the
分解触媒部３４には、妨害成分を分解する成分が収容してあり、このような成分としては、例えば貴金属を担持したカーボン系材料で形成するのがよい。分解触媒部３４に使用する貴金属としてはPt、Pd、Ru等を使用することができ、カーボン系材料としては、活性炭、カーボンブラック等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。使用する貴金属は、５〜１５重量％となるようにすればよい。分解触媒部３４の形状は特に限定されるものではなく、例えば粉末状・繊維状・球状・粒状等の形状を適用できる。
The
第二吸着部３２は、分解触媒部３４の下流側（ガス検知素子１０側）に配設してある。第二吸着部３２は妨害成分を吸着する吸着剤が収容してあり、このような吸着剤としては、固体酸触媒で形成するのがよい。当該固体酸触媒は、例えばコスト面を考慮するとシリカアルミナを使用するのがよいが、その他に、ヘテロポリ酸塩（リンタングステン酸のセシウム塩、バリウム塩、ルビジウム塩等）、硫酸化ジルコニア、タングステン酸ジルコニア、スルホン化活性炭、スルホン化カーボン、スルホン化イオン交換樹脂、Ｙ型ハイシリカゼオライト、Ａｌ含有メソポーラスシリカ等が挙も使用できる。ヘテロポリ酸塩は、固体超強酸であるため、シリカアルミナよりも小容量で、シリカアルミナと同等の吸着性能が得られるので、ハウジングの小型化には好適である。なお第二吸着部３２の吸着剤は、これらに限定されるものではない。また、これらにPt、Pd等を混合或いは担持したものを第二吸着部３２として使用してもよい。
また、上述した吸着剤とバインダー用のシリカゾル等の混合分散液を通気性多孔質シートや不織布に含浸し、乾燥保持させたものを第二吸着部３２として使用してもよい。
The
Further, the
本実施形態では、第二吸着部３２は分解触媒部３４とは混合しない態様としており、これらを混合する工程を省略できるため、ガス検知器Ｘの生産効率は向上する。
In the present embodiment, the
本実施形態における分解触媒部３４の上方側および第二吸着部３２の下方側には、それらの形状を安定化させるため、通気性を有する多孔質シート４１，４２を配設してある。分解触媒部３４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、分解触媒部３４、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。
In the present embodiment,
制限通気口４０は第一吸着部３１および分解触媒部３４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。
The restricted
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、分解触媒部３４および第二吸着部３２を収容する空間を容易に形成することができる。
In the gas detector X of the present invention, the
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。
In the present embodiment, the introduced gas introduced into the
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における分解触媒部３４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、分解触媒部３４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。分解触媒部３４に導入された妨害成分は、分解触媒部３４によって分解される。妨害成分の全てが分解触媒部３４によって分解されない場合、残りの妨害成分は第二吸着部３２に到達し、当該第二吸着部３２によって吸着される。
When all of the disturbing components are not adsorbed by the first adsorbing
このように内側筐体５２において分解触媒部３４および第二吸着部３２を通過することで、妨害成分は分解あるいは吸着されるため、ガス検知素子１０に到達する妨害成分は極めて少なくなる。従って、本発明のガス検知器Ｘでは、第一吸着部３１、分解触媒部３４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。
As described above, since the interference component is decomposed or adsorbed by passing through the
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。
Further, since the opening area of the restricted
In the present embodiment, the case where one restricted
〔別実施の形態〕
上述した実施形態において、内側筐体５２は、妨害成分を吸収する第三吸着部３３を、制限通気口４０および分解触媒部３４の間（分解触媒部３４の上流側）となるように備えてもよい（図４）。第三吸着部３３は、第二吸着部３２と同様に固体酸触媒で形成すればよい。
[Another embodiment]
In the embodiment described above, the
本構成では、第三吸着部３３は制限通気口（制限手段）４０の下流（ガス検知素子１０側）に配設される。この状態においては、第三吸着部３３は制限通気口４０を経由した妨害成分を吸着できるため、第三吸着部３３の下流側に配設してある分解触媒部３４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。
In this configuration, the
〔実施例１〕
台所で使用する環境を想定し、本発明の熱線型半導体式ガス検知器Ｘ（本発明例１〜３）の性能（シロキサン化合物耐久性）を調べた。導入するガスは、トルエン２５０ｐｐｍ＋ＯＭＣＴＳ（シロキサンガス）５ｐｐｍを有する混合ガスとした。比較センサ（比較例１〜５）についても同様の試験を行った。
センサ駆動は、パルス駆動（３０秒周期ごとに０．１秒だけセンサ素子を５００℃付近に加熱し、メタンガスを検知）とし、メタン警報設定濃度は３０００ｐｐｍとした。
[Example 1]
Assuming the environment used in the kitchen, the performance (siloxane compound durability) of the hot-wire semiconductor gas detector X of the present invention (Invention Examples 1 to 3) was examined. The gas to be introduced was a mixed gas having 250 ppm of toluene + 5 ppm of OMCTS (siloxane gas). A similar test was performed for the comparative sensor (Comparative Examples 1 to 5).
The sensor drive was pulsed drive (heating the sensor element to around 500 ° C. for 0.1 seconds every 30-second period to detect methane gas), and the methane alarm set concentration was 3000 ppm.
本発明例１〜３および比較例１〜５において、第一吸着部３１は何れも繊維状活性炭（７０ｍｇ）を使用した。
In Inventive Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5, fibrous activated carbon (70 mg) was used for the
本発明例１〜３において、分解触媒部３４は何れも白金担持活性炭粉末（２５ｍｇ、Pt：１０重量％）を使用した。また、本発明例１（図３の態様）では第三吸着部３３は設けず、第二吸着部３２においてシリカアルミナ粉末（１５ｍｇ）を使用した。本発明例２（図４の態様）では第二吸着部３２および第三吸着部３３において、シリカアルミナ粉末（７．５ｍｇ）を使用した。本発明例３（図４と同様の態様）では第二吸着部３２および第三吸着部３３において、白金含有シリカアルミナ粉末（７．５ｍｇ、Pt：３重量％）を使用した。各本発明例の詳細は表１に示した。
In Invention Examples 1 to 3, the
比較例１〜５においては、第二吸着部３２、第三吸着部３３および分解触媒部３４に替えて比較部３５として以下の構成を使用した。即ち、比較例１（図５の態様）では、比較部３５として、活性炭粉末２５ｍｇおよびシリカアルミナ粉末１５ｍｇの混合粉末を使用した。
比較例２（図６の態様）では、比較部３５として、シリカアルミナ粉末層３６（７．５ｍｇ）、活性炭粉末層３７（２５ｍｇ）およびシリカアルミナ粉末層３６（７．５ｍｇ）の順で積層したものを使用した。
比較例３（図５と同様の態様）では、比較部３５として、白金担持活性炭粉末（４０ｍｇ、Pt：１０重量％））を使用した。
比較例４（図５と同様の態様）では、比較部３５として、白金担持活性炭粉末２５ｍｇ（Pt：１０重量％）およびシリカアルミナ粉末１５ｍｇの混合粉末を使用した。
比較例５（図７の態様）では、比較部３５として、シリカアルミナ粉末層３６（１５ｍｇ）および白金担持活性炭粉末層３８（２５ｍｇ、Pt：１０重量％、分解触媒部３４に対応）を使用した。
In Comparative Examples 1 to 5, the following configuration was used as the
In Comparative Example 2 (aspect of FIG. 6), as the
In Comparative Example 3 (the same mode as in FIG. 5), platinum-supported activated carbon powder (40 mg, Pt: 10% by weight) was used as the
In Comparative Example 4 (the same mode as in FIG. 5), a mixed powder of platinum-supported activated carbon powder 25 mg (Pt: 10 wt%) and silica alumina powder 15 mg was used as the
In Comparative Example 5 (the embodiment of FIG. 7), the silica alumina powder layer 36 (15 mg) and the platinum-supported activated carbon powder layer 38 (25 mg, Pt: 10% by weight, corresponding to the decomposition catalyst part 34) were used as the
結果を図８に示した。
比較例１，２は活性炭とシリカアルミナ粉末の組み合わせであり（吸着剤のみで分解触媒部３４なし）、何れも３３０日程度で警報濃度の下限値（メタン警報設定濃度の１/３（１０００ｐｐｍ））を下回った。比較例３は白金担持活性炭（分解触媒部３４に対応）のみであり、３００日以降に急激に警報濃度が低下して３７０日程度で警報濃度の下限値を下回った。比較例４は白金担持活性炭およびシリカアルミナの混合粉末であるが、４００日程度で警報濃度の下限値を下回った。比較例５はシリカアルミナ粉末層３６および白金担持活性炭層（分解触媒部３４に対応）の上流にシリカアルミナ層が配置されているが、４２０日程度で警報濃度の下限値を下回った。
The results are shown in FIG.
Comparative Examples 1 and 2 are a combination of activated carbon and silica alumina powder (adsorbent alone and no decomposition catalyst part 34), both of which are about 330 days lower limit of alarm concentration (1/3 (1000 ppm) of methane alarm set concentration) ). Comparative Example 3 was only platinum-supported activated carbon (corresponding to the decomposition catalyst unit 34), and the alarm concentration dropped sharply after 300 days and fell below the lower limit of the alarm concentration in about 370 days. Comparative Example 4 is a mixed powder of platinum-supported activated carbon and silica alumina, which fell below the lower limit of the alarm concentration in about 400 days. In Comparative Example 5, the silica alumina layer was disposed upstream of the silica
一方、本発明例１のように分解触媒部３４の下流に第二吸着部３２を配置すると、警報濃度の下限値を下回るのが４５０日程度まで延長することができた。
また、本発明例２のように分解触媒部３４の上流に第三吸着部３３を配置し、下流に第二吸着部３２を配置すると、４８０日程度においてもメタン警報設定濃度の２/３（２０００ｐｐｍ）を維持していた。
さらに、本発明例３のように第二吸着部３２および第三吸着部３３に白金を添加すれば、４８０日程度においてもメタン警報設定濃度の５/６（２５００ｐｐｍ）を維持していた。
On the other hand, when the
Moreover, when the 3rd adsorption |
Furthermore, if platinum was added to the second adsorbing
従って、比較例１，２のように分解触媒部（白金担持活性炭）なしとした場合、比較例３のように分解触媒部のみとした場合、比較例４のように分解触媒部およびシリカアルミナの混合粉とした場合、比較例５のように分解触媒部の上流にシリカアルミナ層を配置した場合よりも、本発明例１〜３においては、シロキサン化合物耐久性が著しく向上したと認められた。
即ち、本願のように分解触媒部３４および第二吸着部３２を別異の層で形成し、少なくとも分解触媒部３４の下流に第二吸着部３２を配置することで、ガス検知器Ｘを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と認められた。
Therefore, when there is no decomposition catalyst part (platinum-supported activated carbon) as in Comparative Examples 1 and 2, when only the decomposition catalyst part is used as in Comparative Example 3, the decomposition catalyst part and silica alumina as in Comparative Example 4 are used. In the case of the mixed powder, it was recognized that the durability of the siloxane compound was remarkably improved in Examples 1 to 3 of the present invention compared to the case where the silica alumina layer was disposed upstream of the decomposition catalyst portion as in Comparative Example 5.
That is, as in the present application, the cracking
〔実施例２〕
被検知ガス（メタンガス）に対するガス応答性を調べた。
上述した本発明例１〜３および比較例１〜５のセンサにおいて、メタンガス１２５００ｐｐｍに対して応答に要する時間を計測した。センサ駆動は実施例１と同様の条件で行った。結果を表２に示した。
[Example 2]
The gas response to the detected gas (methane gas) was investigated.
In the sensors of Invention Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 described above, the time required for response was measured with respect to 12500 ppm of methane gas. Sensor driving was performed under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 2.
この結果、本発明例１〜３は２１〜２３秒の応答時間を要しており、比較例１〜５と同等以上の応答性を有することが判明した。従って、本発明のガス検知器Ｘは、優れたガス応答性を有した状態で、種々の妨害成分の影響をより一層受け難くできるものと認められた。
尚、比較例３の応答性が著しく低いのは、白金担持活性炭の比表面積に起因する。本発明例１〜３では白金担持活性炭に加えて、白金担持活性炭よりも比表面積の小さい固体酸触媒に属するシリカアルミナを用いることで、優れた吸着性・耐久性に加えて、高い応答性を実現している。
As a result, Examples 1 to 3 of the present invention required a response time of 21 to 23 seconds, and were found to have a response equal to or higher than that of Comparative Examples 1 to 5. Therefore, it was recognized that the gas detector X of the present invention can be made more difficult to be affected by various disturbing components while having excellent gas responsiveness.
In addition, the responsiveness of Comparative Example 3 is extremely low due to the specific surface area of the platinum-supported activated carbon. In Examples 1-3 of the present invention, in addition to platinum-supported activated carbon, by using silica alumina belonging to a solid acid catalyst having a specific surface area smaller than that of platinum-supported activated carbon, in addition to excellent adsorptivity and durability, high responsiveness is achieved. Realized.
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a gas detector provided with a gas detection element having a gas sensitive part that comes into contact with a gas to be detected.
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
３２ 第二吸着部
３３ 第三吸着部
３４ 分解触媒部
４０ 制限通気口（制限手段）
５１ 外側筐体
５２ 内側筐体
51
Claims (6)
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第一吸着部を備え、
前記二重の筐体における内側の内側筐体は、前記妨害成分を分解する分解触媒部および前記妨害成分を吸収する第二吸着部を、被検知ガスの導入方向からこの順に備えたガス検知器。 A gas detector including a gas detection element having a gas sensitive portion that comes into contact with a gas to be detected,
A double housing for accommodating the gas sensing element;
The outer outer casing in the double casing includes a gas inlet for introducing the gas to be detected and a first adsorption part for absorbing the disturbing component,
The gas detector provided with an inner case inside the double case including a decomposition catalyst part for decomposing the disturbing component and a second adsorption part for absorbing the disturbing component in this order from the introduction direction of the gas to be detected. .
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