JP2566190B2 - ガス漏洩監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として可燃性ガス、
毒性ガス、各種油及び有機溶剤の蒸気などのガス漏洩の
可能性がある各種屋外プラントに於て、空気中の漏洩ガ
ス濃度と風向き、風速を空間的、時間的に一致させて計
ることによって、局所的な漏洩ガス濃度だけでなく漏洩
の大きさの指標である漏洩ガスのガスフラックス（漏洩
ガス濃度×風速：単位時間、単位面積当たりに流れてい
る漏洩ガスの量で以下ガスフラックスと呼ぶ）と方向と
を得るためのガス漏洩監視に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記各種屋外プラントに於ける風
向風速は通常計器室の屋上高く設置された気象観測用の
風向風速計により観測されてきた。しかしながら、ガス
検知器を用いてガスなどの漏洩を検知しようとする場合
に、漏洩の規模を知るためには検知場所に於ける局所的
な風速を知る必要があり、漏洩箇所を特定する場合には
更に風向を知る必要がある。また最近風向風速に関して
半導体式、サーミスタ式、測温抵抗体などの小型にして
低廉なセンサが普及しているが、これらはいずれも風に
よるセンサからの熱損失から風向風速を計量するもの
で、雨滴、霧およびダストが接触すると大幅な誤差が生
じるため屋外での使用に耐えるものがなかった。このた
め、従来はガス検知器が単独で設置されており、同じ位
置で風向風速と漏洩ガス濃度とを計測することができ
ず、即ち、漏洩の大きさの指標であるガスフラックスの
大きさを検出することができず、高精度なガス漏洩監視
を行うことはできなかった。

【０００３】また、従来のガス検知器は雨滴、霧及びダ
ストを嫌うため防雨滴カバーで雨避けを施してきたが微
風速の場合、該防雨滴カバー内の風の入れ替え時間が長
いので検出応答時間が長かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その
主な目的は、小型にして低廉、微風から強風までの風向
風速及び空気中の漏洩ガス濃度を空間的、時間的に一致
させて計ることによってガスフラックスとその方向を応
答性及び精度良く検出可能であり、必要に応じて防爆構
造にすることが容易な屋外用のガス漏洩監視装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的は本発明に
よれば、上下に隔置された頂板及び底板と、前記頂板及
び底板間に画定された空室内にて、前記頂板及び底板間
に亘って延在し、かつ前記空室の半径方向中心部のやや
外側から、放射状に、等角度間隔及び所定の長さをもっ
て半径方向外向きに延出する複数の隔壁と、前記空室内
中心部に設けられた風向風速センサと、前記空室内中心
部に設けられたガスセンサとを有することを特徴とする
ガス漏洩監視装置を提供することにより達成される。

【０００６】

【作用】頂板及び底板間に水平方向に放射状に配置され
た複数の隔壁により、開放された外周部から中心部に至
る収束する風の通路が画定され、その中心部に各種風速
センサ及びガスセンサを位置させて雨滴、霧及びダスト
の混じった風の風向、風速及び空気中の漏洩ガス濃度を
空間的、時間的に一致した点で計るようにしたことで、
風速を加速した状態で計測し、しかも風向及び漏洩ガス
濃度も正しく把握することができる。特に、頂板及び底
板間の間隔を半径方向中心部に向けて狭めることによ
り、一層好適な風速の加速が可能となる。また、ガス漏
洩監視装置の外周部に環状の空気フィルタを設けること
により、過酷な環境に於ても、風向風速センサ及びガス
センサの感度が低下するなどの問題を生じることがな
い。

【０００７】これらの各種漏洩ガスの漏洩監視は事故災
害の防止と設備管理のため従来人間が設備機械の周辺を
頻繁に巡回して行ってきたもので、その労力の省力化の
観点からも有用である。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。

【０００９】図１は本発明が適用されたガス漏洩監視装
置の第１の実施例に於ける縦断面図を示し、図２はその
横断面図を示す。このガス漏洩監視装置は、上下に間隔
をおいて対峙し略円筒形の空室３を画定する２枚の円形
板からなる頂板１及び底板２を有している。頂板１及び
底板２は、それらの中心部に向けて互いに近接する向き
に徐々に窪まされ、従って空室３は上下幅の広い外周部
３ａと、上下幅が徐々に狭まっている中間部３ｂと、上
下幅が狭い中央部３ｃとから構成されることとなる。こ
こで、頂板１及び底板２の中心部直径及びその上下間隔
は２ｃｍとした。また、中間部３ｂに於ける頂板１及び
底板２の勾配は約２７度とした。

【００１０】頂板１と底板２との間には、上記中間部３
ｂから外周部３ａにかけて８枚の隔壁４が頂板１及び底
板２の外周に至るまで放射状に等角度間隔で延在し、空
室３を８つの方向の通路５に画定している。各通路５の
外周部３ａの部分には雨滴、霧およびダストが内部に侵
入することを防止するための空気フィルタ７が設けられ
ている。ここで、空気フィルタ７の概略寸法は外径１０
ｃｍ、高さ４ｃｍ、フィルタ厚み２ｃｍで、ステンレス
細線からなる空隙率９５％のフィルタを用いた。また、
空気フィルタ７の外周面の面積を通路５の内周側の口の
面積で割って得られる比は１０であり、それらの点の風
速比の逆数に等しい。

【００１１】一方、空室３内の中央部３ｃの中心位置の
上部には直径約２０ｍｍのパイプからなるホルダ８の内
部に保持された熱線型半導体式ガスセンサ９が配置され
ている。このホルダ８の表面には保護用の金網１０が設
けられている。尚、実際にはガスセンサ９は接触燃焼
式、半導体式、熱線型半導体式、気体熱伝導式、ＡＥＴ
式などのセンサのいずれでも良い。ホルダ８は取付金具
１１及びパッキング１２により底板２に気密になるよう
に固定されている。

【００１２】また、空室３内の中央部３ｃの中心位置の
下部には直径約１４ｍｍのパイプからなるホルダ１３に
感受面のみが露出するように保持された２次元半導体フ
ローセンサ１４が配置されている。このフローセンサ１
４は風速のみならず風向を３６０度に亘り、即ち２次元
的に測定可能なセンサである。

【００１３】ここで、いずれのセンサ９、１４もそのホ
ルダと共に着脱容易に取り付けることにより、メンテナ
ンスを容易にすることが望ましい。

【００１４】このようなガス漏洩監視装置は取付金具１
５及びパッキング１６により被取付部材１７に、頂板
１、底板２及びセンサ１４が水平となるように、かつ被
取付部材１７との間が気密となるように取付けられるこ
ととなる。尚、ガスセンサ９及びフローセンサ１４の配
線１８、１９は図示されない外部の管理装置などに接続
されることとなる。ここで、各センサ９、１４及び各配
線１８、１９は低消費電力設計により本質安全防爆構造
とする。

【００１５】尚、本実施例では３６０度に亘り、即ち２
次元的に測定可能なフローセンサを用いたが、互いに異
なる検出方向を有する少なくとも２つの１次元フローセ
ンサを用い、各センサにより検出された風速をベクトル
合成することにより３６０度の２次元センサとして機能
させても良い。また、無指向性の風速センサを使用する
場合は等間隔に設けられた隔壁により画定された通路を
通って該風向風速計の中心に向かう空気の流速を各通路
の内側口で計り、それらの流速出力信号をスキャニング
して風向とし、かつ中心で総合的な空気の流速を計り風
速としても良い。空気フィルタ７は金属網のみならず、
ガラス、ポリマなどの繊維、細線、網、膜などを重ねた
もの、微粒子を相互に融着、接着して成形したものなど
多孔質で空気中の雨滴、霧およびダストなどを効率良く
除去できるものであれば良く、この空気フィルタ７を実
際には外側から内側へ空隙率、材質などが異なるように
構成することもできるし、プリーツをつけて風の通過面
積を増やすこともできる。また、通常の空気フィルタで
は除去し難い霧が多い場所で使用する場合は空気フィル
タの内側に自己制御性発熱素子などからなる通電発熱性
の細線、網、膜を配置し、必要に応じてこれに通電して
霧を含む空気を加熱し霧を消去することもできる。

【００１６】このガス漏洩監視装置の外気風速と上記セ
ンサにより計測される風速との関係を近似計算により求
めたところ、該外気風速３０（ｃｍ／ｓ）、３００（ｃ
ｍ／ｓ）、１５００（ｃｍ／ｓ）のときのセンサ計測風
速は７（ｃｍ／ｓ）、２６０（ｃｍ／ｓ）、１７４０
（ｃｍ／ｓ）となった。

【００１７】このように、空気フィルタのような風の抵
抗体を使用しているにも係わらず低風速まで精度良く計
ることができ、かつ漏洩ガス濃度をも同じ位置で精度良
く計ることができた。

【００１８】尚、上記実施例に於て、空気フィルタ７の
外周面の面積を通路５の内周側の口の面積で割って得ら
れる比は、それらの点の風速比の逆数に等しいが、３〜
３０、望ましくは５〜１５とする。また、隔壁４の数は
計りたい風向の精度によるが、通常４方位以上、望まし
くは８方位〜１６方位あれば充分であり、それぞれ４
枚、８枚、１６枚の隔壁４が必要となることは云うまで
もない。このとき、空気フィルタの密度が高く薄い場合
には隔壁４は空気フィルタ７の外周面まで伸ばさないで
内周面までであっても風向分布に大きな影響はない。ま
た、逆に空気フィルタ７の密度が低い場合には通路５の
内側の口付近まで空気フィルタ７を充填しても良いが、
空気フィルタ７の占める位置を補集された雨滴、霧およ
びダストなどの再飛散流速を超えないところに止めるこ
とが望ましい。この再飛散流速としては風速２０ｍ／ｓ
のような強風時にも５ｍ／ｓ以下とすることが望まし
い。

【００１９】図３は本発明が適用された第２の実施例に
於けるガス漏洩監視装置の要部を示す斜視図である。こ
のガス漏洩監視装置は、上下に間隔をおいて対峙し、中
央部に円筒形の空室を画定する２枚の円形板からなる頂
板と底板にて、この中央部の空室の外側から放射状に等
角度間隔で前記２枚の円形板の外周まで半径方向外向き
に延出する８枚の隔壁を有する。その具体的な構造は第
１の実施例と同様であるが、本実施例では頂板及び底板
は平行であり空気フィルタは設けられていない。そし
て、中央部にある円筒形の空室には第１の実施例と同様
なガスセンサと図３に示す機械式風向風速センサとが収
納されている。ここで、符号２１は風向きの方向に自在
に回転する板状の風向センサを示し、符号２２は一方向
に回転する風車式風速センサを示し、これらの回転軸は
同軸２重となっている。この中央部に於ては風速が加速
されているため微風にても測定可能である。また、云う
までもなくこれら機械式風向風速センサはガスセンサと
干渉しないように支持されている。

【００２０】

【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明によるガス漏洩監視装置によれば、頂板及び底板間
に水平方向に放射状に配置された複数の隔壁により、開
放された外周部から中心部に至る収束する風の通路が画
定されることから、屋外の雨滴、霧およびダストを含む
微風から強風までの風速を加速した状態で計測すること
ができ、しかも風向も正しく把握することができる。ま
た、同時に同位置で空気中の漏洩ガス濃度をも応答性良
く計ることができることから、ガスフラックスとその方
向を応答性及び精度良く検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された第１の実施例に於けるガス
漏洩監視装置の単純化した正面図である。

【図２】図１のII-II線について見た断面図をである。

【図３】本発明が適用された第２の実施例に於けるガス
漏洩監視装置の要部を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 頂板 ２ 底板 ３ 空室 ３ａ 外周部 ３ｂ 中間部 ３ｃ 中央部 ４ 隔壁 ５ 通路 ７ 空気フィルタ ８ ホルダ ９ 熱線型半導体式ガスセンサ １０ 金網 １１ 取付金具 １２ パッキング １３ ホルダ １４ ２次元半導体フローセンサ １５ 取付金具 １６ パッキング １７ 被取付部材 １８、１９ 配線 ２１ 風向センサ ２２ 風速センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下に隔置された頂板及び底板と、 前記頂板及び底板間に画定された空室内にて、前記頂板
   及び底板間に亘って延在し、かつ前記空室の半径方向中
   心部のやや外側から、放射状に、等角度間隔及び所定の
   長さをもって半径方向外向きに延出する複数の隔壁と、 前記空室内中心部に設けられた風向風速センサと、 前記空室内中心部に設けられたガスセンサとを有するこ
   とを特徴とするガス漏洩監視装置。