JPH0619075Y2

JPH0619075Y2 - ガス検出装置

Info

Publication number: JPH0619075Y2
Application number: JP1988072964U
Authority: JP
Inventors: 良典高橋; 康夫赤松
Original assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Current assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2003-06-01
Also published as: JPH01180745U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、ガス検出装置に関し、詳しくは、検出対象ガ
スを熱分解装置によって加熱して熱分解して、その分解
ガスの濃度を検出するガス検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のガス検出装置は、吸引ポンプに接続した検出ガス
吸引路に、検出対象ガスを熱分解する熱分解装置を設け
ると共に、前記熱分解装置からの分解ガスの濃度を検出
するガスセンサを設けてあるだけであった。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、例えばガス漏れ検出等のように、検出対象ガス
が、その発生源より発生したことを検出する場合には、
多量の検出ガスを吸引ポンプで吸引して、周囲の検出非
対象ガスと共に検出対象ガスを早く吸引することによっ
て、結果的に検出対象ガスの発生量が少くても、早期に
その濃度変化を検出できるという利点を利用して検出対
象ガスに対する応答速度を高く維持しなければならず、
吸引ポンプによる検出ガス吸引量を多く維持したまま、
熱分解装置を小型にして消費熱量を削減すると、検出対
象ガスに対する熱分解効率が低下してガスセンサによる
感度が低下する欠点があった。

さらにその作用をモデルケースを用いて詳述すれば、つ
まり、検出対象ガスと、検出非対象ガスとの熱容量の差
や、熱分解装置の熱供給ムラ等を無視した場合に、例え
ば、１ｍあたり10cal/mの熱エネルギーを得ること
によって分解してガスセンサで検出可能になる検出対象
ガスＡ（分解してガスセンサで検出可能なガスＢに変換
されるものとする）を想定して考えれば、ガスＡを10m
を含む検出ガス100mをガス吸引路に導入したとする
と、ガスＡだけを完全に熱分解させるに必要な熱エネル
ギーは10m×10cal/m＝100calであるにも係わらず、
検出非対象ガスにも熱エネルギーを同時に与えざるを得
ないので、実際には100m×10cal/m＝1000calのエネ
ルギーを与えねばならず、高い熱分解効率を得るにはこ
れ以上の熱エネルギーを熱分解装置から供給せねばなら
ないのが実情であり、大量の熱エネルギーを供給する必
要性があった。もしこの状況を変えずに、供給する熱エ
ネルギー量を７割にまで減少させて700calとした場合に
は、検出対象ガスには１ｍあたり700cal/100m＝7ca
l/mの熱量しか供給されないことになり、分解するま
でに達しないので、ガスＡの分解効率は７割に減少する
に止まらず、ガスＡは最悪の場合には全く分解されず、
ガスセンサは全くガスＢを検知できないような事態が生
じ、熱エネルギーの供給量と熱分解効率とは必ずしも一
致せず、ただ単に、熱分解装置を小型化することは出来
なかった。

そこで、吸引ポンプによる検出ガス吸引量を少なくして
供給すべき熱量を少なくし、熱分解装置を小型化するこ
とが考えられるが、例えば、容器のガス漏れ検査等を行
う場合の検査処理能力が低下するので、吸引ポンプの吸
引量は少なくできない実情があった。

本考案の目的は、吸引ポンプによる検出ガス吸引量を変
えずに、熱分解装置を小型にできるようにする点にあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のガス検出装置の特徴構成は、吸引ポンプに接続
した検出ガス吸引路に、検出対象ガスを加熱して熱分解
させる熱分解装置を設けると共に、前記熱分解装置から
の分解ガスの濃度を検出するガスセンサを設けてあり、
検出ガス吸引路を、前記熱分解装置と前記ガスセンサと
を備えた第一流路と、前記熱分解装置と前記ガスセンサ
とを迂回する第二流路とで構成し、前記第一流路に流量
調整弁および、流量計を設けてあることにあり、または、検出ガス吸引ポンプに接続した検出ガス吐出路
に、検出対象ガスを加熱して熱分解させる熱分解装置を
設けると共に、前記熱分解装置からの分解ガスの濃度を
検出するガスセンサを設け、前記検出ガス吸引ポンプか
らの検出ガスの一部を放出する余剰ガス廃棄路を、前記
検出ガス吐出路に接続するとともに、前記ガス吐出路に
おける前記ガス廃棄路接続部の下流に、前記熱分解装置
と前記ガスセンサおよび、流量調整弁と流量計を配置し
てあることにあり、それらの作用効果は、次の通りであ
る。

〔作用〕

つまり、吸引ポンプの吸引路に、熱分解装置及びガスセ
ンサを設ける場合には、まず、流量計及び流量調節弁を
用い、検出対象ガスにあわせて前記第一流路のガス流量
を設定し、吸引ポンプで検出ガスの吸引を行えば、吸引
された検出ガスの一部のみが、第一流路を通り、その検
出ガス中に含まれる検出対象ガスのみが熱分解装置にお
いて加熱されて熱分解を受けた後、ガスセンサを通って
検出され、他の検出ガスの残部は前記熱分解装置を通ら
ずに第二流路を通って吸引ポンプに吸引され、また、吸引ポンプの検出ガス吐出路に、熱分解装置及び
ガスセンサを設ける場合には、吸引された検出ガスの一
部のみが、ガス吐出路を通り、その検出ガス中の検出対
象ガスのみが熱分解装置を通って熱分解を受けた後、ガ
スセンサで、分解された検出ガスが検出されて放出さ
れ、他の検出ガスの残部は、前記熱分解装置及びガスセ
ンサを通らずに熱分解装置およびガスセンサの上流の接
続部より余剰ガス廃棄路を通って放出されるために、夫々、検出ガスの一部のみを熱分解処理するだけで検出
ガスの濃度をガスセンサで検出出来るようになり、その
ために、熱分解処理に必要な熱量を大幅に減少させるこ
とが出来、熱分解装置を小型にして熱分解のために供給
する熱量を少くしても効率良く検出対象ガスを熱分解す
ることができる。

さらに、先に示したモデルをあてはめて詳述すると、例
えば、先に示したように、検出ガス吸引路に導入した10
0mの検出ガスのうち、第一流路に10m、第二流路に9
0mを分配して導入するように流量調整弁を調整した場
合には、第一流路に導入した10m中に、１ｍ相当の
検出対象ガスＡが含まれているから、第一流路に導入し
た10mの検出ガスに対して、10cal/m×10m＝100ca
lの熱エネルギーを与えるだけで、検出ガス10m中に、
１ｍ相当含まれる検出対象ガスＡが、ガスＢに変換さ
れて、ガスセンサはガスＢを捕捉して濃度を検出するこ
とが出来るようになり、先に示した従来のガス検出装置
では1000calの熱エネルギーを与えねばならなかったの
に対して大幅に熱分解装置から供給する熱量を少なく出
来る。

〔考案の効果〕

従って、吸引ポンプによる検出ガス吸引量を変えずに熱
分解装置を小型にしても、ガスセンサによる感度を低下
させず、ガス検出装置としての性能を高く維持したまま
消費エネルギーの削減及び装置全体のコンパクト化並び
にコストダウンが可能になった。

尚、先に流量調整弁を第一流路に10m、第二流路に90m
を導入すべく調整したモデルを例に作用を詳述した
が、逆に、熱分解装置の供給熱量を100calと固定した場
合について、例えば、検出ガス中に含まれる検出対象ガ
スが、１ｍあたり20cal/mの熱エネルギーを得るこ
とによって分解してガスセンサで検出可能になる検出対
象ガスＣ（分解してガスセンサで検出可能なガスＤに変
換されるものとする）であるモデルを想定して考えれ
ば、前記流量調整弁を第一流路に５ｍ、第二流路に95
mを導入すべく調整すれば、前記第一流路に導入した
５ｍの検出ガス中には、0.5m相当のガスＣが含まれ
ており、ガスＣには１ｍあたり100cal/5m＝20cal/m
の熱量を得ることが出来るようになり、検出対象ガス
が異なる場合にも用いることが出来るようになることが
明らかである。つまり、検出対象ガスの熱分解に要する
熱量が異なる場合であっても、前記流量調整弁を調整す
ることで、具体的には、熱分解に要する熱量が大きい場
合には第一流路に導入する検出ガス流量を少なくし、熱
分解に要する熱量が小さい場合には第一流路に導入する
検出ガス流量を多くして、熱分解を良好に行い、検出対
象ガスの濃度を検出することが出来るようになるのであ
る。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例を、図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、吸引ポンプ(1)に接続した検出ガ
ス吸引路(2)の第一流路(12)に、検出対象ガスを熱分解
する熱分解装置(3)を設けると共に、熱分解装置(3)から
の分解ガスの濃度を検出するガスセンサ(4)を設け、ガ
スセンサ(4)には検出ガス濃度を表示する表示装置(5)を
接続し、熱分解装置(3)とガスセンサ(4)を迂回する検出
ガス用第二流路(6)を、検出ガス吸引路(2)に接続し、第
一流路(12)におけるガスセンサ(4)の下流側に、吸引ポ
ンプ(1)による吸引流量調整弁(7)、流量計(11)を設けて
ガス検出装置を構成してある。

前記熱分解装置(3)は、第一流路(12)内にコイル状の発
熱体(3A)を配置すると共に、発熱体(3A)に接続した電力
供給用の電気回路(3B)を設けて構成し、前記発熱体(3A)
には貴金属物質又は分解反応促進用の触媒を塗布してあ
る。

前記ガスセンサ(4)は、検出対象ガスが例えばNH₃（アン
モニア）又はCH₂＝CHCN（アクリロニトリル）の場合
は、熱分解装置(3)によってNO₂（二酸化窒素ガス）に分
解されるために、NO₂を検知できるセンサを使用し、ま
た、検出対象ガスが例えばCHCl＝CCl₂（トリクロロエチ
レン）、CH₃CCl₃（トリクロロエタン）、CCl₂＝CCl
₂（テトラクロロエチレン）、又は、CCl₄（四塩化炭
素）等の場合は、熱分解装置(3)によってHCl（塩化水素
ガス）に分解されるために、HClを検知できるセンサを
使用し、また、検出対象ガスがNF₃の場合は熱分解によ
りHF（フッ化水素ガス）になり、このHFを検知し得るセ
ンサを使用する。

前記熱分解装置(3)による検出対象ガスの分解効率の一
例を示すと、発熱体(3A)への印加電圧を1.8Vとしてアン
モニア(NH₃)ガスを熱分解する場合、吸引ポンプ(1)によ
る検出ガス吸引量を変化させた場合には、上記表のようになり、ガス吸引流量が500cc/minでは効
率約５％で、50cc/min、で使用すれば90％の効率が得ら
れる。

尚、上記熱分解反応は、次の反応式で表わされる。

4NH₃＋70₂→4NO₂＋6H₂O また、干渉性（S/N比）を示すと、第２図に示すよう
に、NO₂ガス4ppmの感度(イ)は流量に対してほぼ一定であ
り、これに対して検出対象ガスとしてNH₃ 100ppmを熱分
解して検出する場合の流量に対する感度(ロ)は、流量増
大に伴って減少しているために、熱分解装置(3)を通過
する検出ガス流量を低くすることにより著しいS/N比の
向上が見られ、換言すれば、流量調整弁(7)及び第二流
路(6)を使って熱分解装置(3)及びガスセンサ(4)を通過
する検出ガス流量を下げれば、熱分解装置(3)の能力を
小さい安価なもので高分解効率が得られることが拌別で
きる。

〔別実施例〕

前記ガスセンサ(4)の型式は、半導体式、接触燃焼式、
定電位電解式、ガルバニ電池式等の各種センサを使用し
ても良い。

前記熱分解装置(3)は、分解反応促進用の触媒(8)を、発
熱体(3A)に塗布する以外に、第３図に示すように、粒状
の触媒を多数充填してあっても良い。

前記表示装置(5)に代えて、分解ガス濃度の検出量が、
設定値以上になったら音やランプ等で知らせる警報装置
を設けてあっても良い。

前記ガス検出装置は、第４図に示すように、検出ガス吸
引ポンプ(1)に接続した検出ガス吐出路(9)に、検出対象
ガスを熱分解する熱分解装置(3)を設けると共に、熱分
解装置(3)からの分解ガスの濃度を検出するガスセンサ
(4)、表示装置(5)、流量調整弁(7)、流量計(11)を設
け、検出ガス吸引ポンプ(1)からの検出ガスの一部を放
出する余剰ガス廃棄路(10)を、検出ガス吐出路(9)にお
けるガスセンサ(4)及び熱分解装置(3)の上流に接続して
あるものでも良い。

尚、実用新案登録請求の範囲の項に図面との対照を便利
にする為に符号を記すが、該記入により本考案は添付図
面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係るガス検出装置の実施例を示し、第１
図は概略図、第２図は吸引流量と出力との関係を示すグ
ラフ、第３図は熱分解装置の別実施例を示す概略図、第
４図はガス検出装置の別実施例を示す概略図である。 (1)……吸引ポンプ、(2)……検出ガス吸引路、 (3)……熱分解装置、(4)……ガスセンサ、 (6)……第二流路、(9)……検出ガス吐出路、 (10)……余剰ガス廃棄路、(12)……第一流路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】吸引ポンプ(1)に接続した検出ガス吸引路
(2)に、検出対象ガスを加熱して熱分解させる熱分解装
置(3)を設けると共に、前記熱分解装置(3)からの分解ガ
スの濃度を検出するガスセンサ(4)を設けてあるガス検
出装置であって、検出ガス吸引路(2)を、前記熱分解装
置(3)と前記ガスセンサ(4)とを備えた第一流路(12)と、
前記熱分解装置(3)と前記ガスセンサ(4)とを迂回する第
二流路(6)とで構成し、前記第一流路(12)に流量調整弁
(7)および、流量計(11)を設けてあるガス検出装置。
【請求項２】検出ガス吸引ポンプ(1)に接続した検出ガ
ス吐出路(9)に、検出対象ガスを加熱して熱分解させる
熱分解装置(3)を設けると共に、前記熱分解装置(3)から
の分解ガスの濃度を検出するガスセンサ(4)を設け、前
記検出ガス吸引ポンプ(1)からの検出ガスの一部を放出
する余剰ガス廃棄路(10)を、前記検出ガス吐出路(9)に
接続するとともに、前記ガス吐出路(9)における前記ガ
ス廃棄路(10)接続部の下流に、前記熱分解装置(3)と前
記ガスセンサ(4)および、流量調整弁(7)と流量計(11)を
配置してあるガス検出装置。