耐圧防爆型ガス検知器
【課題】 高いガス検知の応答性が得られ、しかもガス吸引手段に対する負荷が軽減される耐圧防爆型ガス検知器を提供すること。
【解決手段】 この耐圧防爆型ガス検知器は、ガス透過性を有する金属焼結体よりなる火炎逸走防止部材を有するフレームアレスタがガスセンサと火炎逸走防止部材との間にガス導入空間を区画するようガスセンサを囲んで設けられると共にガード部材がフレームアレスタを囲むよう設けられ、更にカバー部材がガード部材を覆うよう設けられ、ガス吸引手段によって導入される被検査ガスを火炎逸走防止部材を介してガス導入空間に供給するスリーブ状のガス導入ノズルがカバー部材を気密に貫通してガード部材に螺合されて装着されており、ガス導入ノズルは、先端部が軸方向に弾性的に変位されてガス噴出口が開口する先端面が火炎逸走防止部材の表面に押圧された状態で密着して、設けられている。
【解決手段】 この耐圧防爆型ガス検知器は、ガス透過性を有する金属焼結体よりなる火炎逸走防止部材を有するフレームアレスタがガスセンサと火炎逸走防止部材との間にガス導入空間を区画するようガスセンサを囲んで設けられると共にガード部材がフレームアレスタを囲むよう設けられ、更にカバー部材がガード部材を覆うよう設けられ、ガス吸引手段によって導入される被検査ガスを火炎逸走防止部材を介してガス導入空間に供給するスリーブ状のガス導入ノズルがカバー部材を気密に貫通してガード部材に螺合されて装着されており、ガス導入ノズルは、先端部が軸方向に弾性的に変位されてガス噴出口が開口する先端面が火炎逸走防止部材の表面に押圧された状態で密着して、設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐圧防爆型ガス検知器に関し、詳しくは、例えば、洞道、地下等の土木工事における酸素濃度監視、閉鎖場所での酸素濃度監視、酸素消費設備での酸素漏洩監視、化学工場での酸素濃度監視など酸欠事故の発生を防止するためなどに用いられる耐圧防爆型ガス検知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃性のガスや蒸気を含む爆発性雰囲気の存在により、引火、爆発が発生し得る環境で使用されるガス検知器においては、所定の防爆性能を有した防爆構造を具備していることが要求されており、例えば、ガス透過性を有する金属焼結体が火炎逸走防止部材として用いられて防爆構造が形成された構成のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。 このような金属焼結体を用いた防爆構造を有するガス検知器においては、例えば、ガス吸引手段によって吸引された被検査ガスがガス導入ノズルによって金属焼結体を介してガスセンサに供給される。
【０００３】
しかしながら、このようなガス検知器においては、金属焼結体の通気抵抗のため、応答時間（応答速度）が遅くなりやすいという、問題がある。
【０００４】
このような問題に対して、ガス導入ノズルのガス噴出口が金属焼結体の表面に密着された状態とされていれば、良好なガス検知の応答性が得られることが期待される。しかし、実際には、金属焼結体の厚みについての寸法精度の誤差が大きく、しかも、各構成部品の寸法精度の誤差が累積される結果、ガス導入ノズルを金属焼結体に過大な圧力を作用させずに金属焼結体に密着した状態を得ることはきわめて困難である。
そして、ガス導入ノズルのガス噴出口が金属焼結体の表面に密着していない場合には、ガス導入ノズルのガス噴出口から噴出された被検査ガスが拡散してしまい、必要な流量の被検査ガスをフレームアレスタを通過させてガスセンサに供給するために時間がかかるので、ガス検知の応答性が低くなる。一方、ガス導入ノズルと金属焼結体との密着状態を得るために、ガス導入ノズルによって過大な押圧力が金属焼結体に作用された状態とされた場合には、金属焼結体の変形あるいは破損により、所期の防爆性能が得られなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２６０６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ガス導入用ノズルを火炎逸走防止部材に過大な圧力を作用させずに当該火炎逸走防止部材に密着した状態を容易にかつ確実に得ることができ、高いガス検知の応答性を得ることができる耐圧防爆型ガス検知器を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ガス吸引手段に対する負荷を軽減することができると共に信頼性の高い出力を得ることのできる耐圧防爆型ガス検知器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の耐圧防爆型ガス検知器は、ガス透過性を有する金属焼結体よりなる火炎逸走防止部材を有し、ガスセンサを囲むよう設けられて当該ガスセンサと前記火炎逸走防止部材との間にガス導入空間を区画するフレームアレスタと、当該フレームアレスタを囲むよう設けられたガード部材と、当該ガード部材を覆うよう設けられたカバー部材と、当該カバー部材を気密に貫通して前記ガード部材に螺合されて装着された、ガス吸引手段によって導入される被検査ガスを前記火炎逸走防止部材を介して前記ガス導入空間に供給するスリーブ状のガス導入ノズルとを備えてなり、
前記ガス導入ノズルは、先端部が当該ガス導入ノズルの軸方向に弾性的に変位されて、ガス噴出口が開口する先端面が前記火炎逸走防止部材の表面に押圧された状態で密着して設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の耐圧防爆型ガス検知器においては、前記ガス導入ノズルの先端面には、前記ガス噴出口から径方向外方に伸びる余剰圧力開放用凹状部が形成されており、当該余剰圧力開放用凹状部が形成された領域以外の先端面領域が前記火炎逸走防止部材の表面に接触された構成とされていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の耐圧防爆型ガス検知器においては、前記ガス導入ノズルは、前記ガード部材に螺合されて装着されるノズル本体と、当該ノズル本体の先端部に当該ノズル本体の軸方向にスライド可能に設けられた先端筒状部材と、当該先端筒状部材と前記ノズル本体との間に介挿された、前記先端筒状部材の変位に伴って軸方向に弾性的に変形する伸長スプリングとにより構成されたもの、あるいは、前記ガード部材に螺合されて装着されるノズル本体と、当該ノズル本体の先端部に設けられた、軸方向に弾性的に縮小可能なベローズとにより構成されたものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の耐圧防爆型ガス検知器によれば、ガス導入ノズルがガード部材を気密に貫通してカバー部材に螺合されて装着されるに際して、ガス導入ノズルの先端面が火炎逸走防止部材の表面に対接された状態においてさらに螺合により火炎逸走部材を押圧する方向に変位された場合に、当該ガス導入ノズルの先端部が軸方向に弾性的に変位される構成とされていることにより、火炎逸走防止部材およびその他の構成部材の寸法精度の誤差が補償されると共に火炎逸走防止部材に作用される押圧力が緩和されるので、ガス導入ノズルの先端面が火炎逸走防止部材の表面に適正な大きさの押圧力で密着した状態を確実にかつ容易に得ることができる。従って、被検査ガスが火炎逸走防止部材を介してガス導入空間に速やかに供給されることとなるため、高いガス検知の応答性を得ることができる。
【００１１】
また、ガス導入ノズルの先端面に、ガス噴出口から径方向外方に伸びる余剰圧力開放用凹状部が形成されており、当該余剰圧力開放用凹状部以外の先端面領域が火炎逸走防止部材の表面に接触された構成とされていることにより、被検査ガスがガス噴出口から噴出される際の火炎逸走防止部材の通気抵抗によるガス供給に係る余剰圧力が余剰圧力開放用凹状部を介して開放されるので、火炎逸走防止部材による通気性負荷を小さく低減することができ、これにより、ガス吸引手段への負荷を軽減することができると共に、ガス導入空間における内圧変化を小さく抑制することができて信頼性の高いガス検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の耐圧防爆型ガス検知器の一例における構成の概略を示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】フレームアレスタの一構成例を示す軸方向に沿った断面図である。
【図４】ガス導入ノズルの一構成例を示す軸方向に沿った断面図である。
【図５】（Ａ）図４におけるＸ部の拡大断面図、（Ｂ）先端側から見た端面図である。
【図６】本発明の防爆型ガス検知器を備えたガスサンプリングシステムの一例における構成の概略を示す配管図である。
【図７】ガス導入ノズルの他の構成例を示す、軸方向に沿った部分断面図である。
【図８】実験例において構築した試験用のガスサンプリングシステムの構成の概略を示す配管図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の耐圧防爆型ガス検知器の一例における構成の概略を示す正面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。以下においては、便宜上、図２における左方を「前方」、右方を「後方」というが、耐圧防爆型ガス検知器の使用形態等を限定するものではない。
この耐圧防爆型ガス検知器（以下、単に「ガス検知器」という。）１０は、ガード部材１２がベース部材２０に対して装着部１２Ａにおいてネジ止めされることにより装着されてなるハウジング１１を備えており、更に、密閉された空間を区画する有底円筒状のカバー部材３８がガード部材１２を覆うようリング状のパッキングＰを介して気密に設けられている。カバー部材３８には、前壁における中央位置にノズル装着用貫通孔３９が形成されていると共に外周面にガス排出用ニップル５８が設けられている。図１および図２において１８はケーブルグランドである。
【００１４】
ガード部材１２は、全体が円筒状の鳥かご型のものであって、各々前端中央位置から放射状に径方向外方に向かって伸び、他端側部分が後方に向かって伸びるよう湾曲された複数本例えば６本の柱状のビーム１３を有し、各々のビーム１３の一端側部分が集結されて形成された前壁部分１４の中央位置には、ノズル装着部１５が形成されている。ノズル装着部１５は、前壁部分１４に形成された貫通孔の内周面にネジ溝が形成されて構成されている。そして、各々のビーム１３の後端面は円筒状部分１６の前方側開口端面に一体に連結されており、円筒状部分の後端側部分がベース部材２０の前方開口部に挿入される。
【００１５】
ハウジング１１の内部には、例えば円柱状のガスセンサ２５が配置されていると共にガスセンサ２５を囲むようフレームアレスタ３０が設けられている。
【００１６】
ガスセンサ２５としては、特に限定されるものではないが、例えば、当該耐圧防爆型ガス検知器１０が検知対象空間の環境雰囲気の空気における酸素濃度の監視に用いられる場合には、ガルバニ電池式酸素センサを用いることができる。
【００１７】
フレームアレスタ３０は、図３に示すように、全体が略円筒状のホルダー部材３１と、このホルダー部材３１によって保持固定された円板状の火炎逸走防止部材３５とにより構成されている。ホルダー部材３１は、小径筒状部分３１Ａとこの小径筒状部分３１Ａの後端に連続する大径筒状部分３１Ｂを有し、小径筒状部分３１Ａの前方側開口縁部分の内周面には、径方向内方に突出する突出縁部３２が内周面の全周にわたって形成されている。そして、小径筒状部分３１Ａの周壁および突出縁部３２によって区画された凹所内に火炎逸走防止部材３５が収容されてホルダー部材３１の前方側開口を塞ぐようホルダー部材３１に保持固定されている。
【００１８】
フレームアレスタ３０は、ホルダー部材３１の段部３１Ｃがガード部材１２における円筒状部分１６の内周面に形成されたフレームアレスタ保持部に係止された状態で、ホルダー部材３１の大径筒状部分３１Ｂの外周面がガード部材１２における円筒状部分１６の内周面に嵌合されて気密に装着されている。
また、ホルダー部材３１の内部において、ガスセンサ２５をその前端側部分が収容された状態で保持する有底円筒状のセンサホルダー２６が装着されており、センサホルダー２６の前壁に形成された開口部およびフレームアレスタ３０のホルダー部材３１における突出縁部３２による開口部によって構成されたガス導入空間Ｓが、ガスセンサ２５と火炎逸走防止部材３５との間に形成されている。
【００１９】
火炎逸走防止部材３５は、例えばステンレス鋼粉末の焼結体や銅合金粉末の焼結体などの金属焼結体により構成されており、十分なガス透過性が得られると共に火炎逸走が確実に防止されるという理由から、気孔サイズが４０〜１００μｍ、密度が４．０〜７．０ｇ／ｃｍ3 、厚みが３〜５ｍｍであるものが用いられることが好ましい。
【００２０】
このガス検知器１０は、適宜のガス吸引手段によって導入される被検査ガスを火炎逸走防止部材３５を介してガス導入空間Ｓに供給する全体が略スリーブ状のガス導入ノズル４０を備えている。
この実施の形態に係るガス検知器１０において用いられるガス導入ノズル４０は、図４および図５に示すように、スリーブ状のノズル本体４１と、ノズル本体４１の基端部（ガス導入側前端部）に連続するノズル本体４１よりも外径寸法の大きい円筒状の頭部４３と、ノズル本体４１の先端部（ガス噴出側後端部）を収容する状態で設けられた有底円筒状の先端筒状部材４５と、先端筒状部材４５の端壁の内面とノズル本体４１の先端面と間に、コイル軸がノズル本体４１の軸方向に伸びる状態で介挿された軸方向に弾性的に変形する伸長スプリング５１とにより構成されている。
先端筒状部材４５の開口部の内周面には、スリーブ部材５０が設けられており、このスリーブ部材５０の先端面にノズル本体４１の先端に形成されたフランジ状の係止部４４の後端面が係止され、これにより、先端筒状部材４５がノズル本体４１の軸方向（図５（Ａ）において左右方向）にスライド可能に設けられている。
【００２１】
このガス導入ノズル４０は、頭部４３がカバー部材３８の前壁の前面に対接してノズル本体４１がカバー部材３８の前壁を気密に貫通する状態で、ノズル本体４１の外周面に形成されたネジ部４２がガード部材１２におけるノズル装着部１５に螺合されることによって装着されており、先端筒状部材４５の先端面が火炎逸走防止部材３５の表面に押圧された状態で密着して設けられている。
【００２２】
先端筒状部材４５の端壁には、中央位置にガス噴出口４６が形成されていると共に先端面にガス噴出口４６から径方向外方に伸びるスリット４８よりなる余剰圧力開放用凹状部が形成されており、これにより、余剰圧力開放用凹状部以外の先端面領域が火炎逸走防止部材３５の表面に接触される。この例においては、スリット４８が先端筒状部材４５の外周面における互いに対向する周方向位置（２箇所）に開口するよう形成されている。
【００２３】
スリット４８の、先端筒状部材４５の外周面における開口面積は、合計で例えば０．５０〜２．０ｍｍ2 であることが好ましく、これにより、火炎逸走防止部材３５を構成する金属焼結体の通気抵抗によるガス噴出口４６での圧力上昇を抑制することができてガス吸引手段に対する負荷を軽減させることができると共に信頼性の高い検出出力を得ることができる。
【００２４】
また、先端筒状部材４５の軸方向の可動距離は、例えば０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、これにより、例えば火炎逸走防止部材３５の厚み寸法の誤差を含むガス検知器１０全体の寸法誤差を確実に補償することができると共にガス導入ノズル４０の火炎逸走防止部材３５に対する押圧力を適正な大きさに調整することができてガス導入ノズル４０と火炎逸走防止部材３５との適正な密着状態を確実に得ることができる。
【００２５】
〔ガスサンプリング装置〕
上記のガス検知器１０は、例えば、アスピレータや吸引ポンプなどのガス吸引手段およびその他の構成部材と共にガスサンプリングシステムを構築して用いられる。
図６は、上記の防爆型ガス検知器を備えたガスサンプリングシステムの一例における構成の概略を示すブロック図である。図６において、６１は防塵フィルター、６２は三方電磁弁（ガス流路切り換え手段）、６３は、ガスサンプリングシステム全体を流過するガス流量を監視するバルブ付き流量計、６４はニードルバルブ、６５はアスピレータ（ガス吸引手段）、６６は減圧弁、６０Ａは被検査ガス入口、６０Ｂは校正ガス入口、６０Ｃはガス出口、６０Ｄは圧縮空気入口である。ここに、アスピレータ６５は、十分なガス輸送能力の確保のため、ある程度大きい流量をガス検知器１０に供給することのできる性能、例えば最大流量が２．６リットル／ｍｉｎ程度である性能を有するものが用いられることが好ましい。
【００２６】
このガスサンプリングシステムにおいては、三方電磁弁６２の動作状態が制御されて、被検査ガス入口６０Ａから三方電磁弁６２に至る被検査ガス導入路７０Ａが耐圧防爆型ガス検知器１０に至る主ガス導入路７１に接続されると共に、校正ガス入口６０Ｂから三方電磁弁６２に至る校正ガス導入路７０Ｂが遮断された状態において、図示しない適宜の空気供給手段によって、圧縮空気が圧縮空気入口６０Ｄより減圧弁６６を介してアスピレータ６５に供給されることによりアスピレータ６５が作動されると、検知対象空間内の環境雰囲気の空気（被検査ガス）がアスピレータ６５によって吸引されてガス検知器１０のガス導入ノズル４０に導入され、ガス導入ノズル４０のガス噴出口４６から噴出された被検査ガスが火炎逸走防止部材３５を介してガス導入空間Ｓ内に供給されてガスセンサ２５による検知対象ガス成分の濃度検出が行われる。
【００２７】
一方、ガスセンサ２５の校正作業を行う場合には、三方電磁弁６２の動作状態が制御されて、校正ガス入口６０Ｂから三方電磁弁６２に至る校正ガス導入路７０Ｂがガス検知器１０に至る主ガス導入路７１に接続されると共に被検査ガス入口６０Ａから三方電磁弁６２に至る被検査ガス導入路７０Ａが遮断された状態において、アスピレータ６５が作動されることにより校正ガスがガス検知器１０のガス導入ノズル４０に導入され、ガス導入ノズル４０のガス噴出口４６から噴出された校正ガスが火炎逸走防止部材３５を介してガス導入空間Ｓ内に供給される。
【００２８】
而して、上記の構成のガス検知器１０によれば、ガス導入ノズル４０がガード部材１２のノズル装着部１５に螺合されて装着されるに際して、ガス導入ノズル４０における先端筒状部材４５の先端面が火炎逸走防止部材３５の表面に対接された状態からさらに螺合により火炎逸走防止部材３５を押圧する方向に変位された場合に、当該ガス導入ノズル４０の先端部に設けられた伸長スプリング５１が弾性的に圧縮変形されることにより先端筒状部材４５が軸方向にスライドして先端筒状部材４５の先端面の位置が変位される構成とされていることにより、火炎逸走防止部材３５およびその他の構成部材の寸法精度の誤差が補償されると共にガス導入ノズル４０による火炎逸走防止部材３５に作用される押圧力が緩和されるので、ガス導入ノズル４０における先端筒状部材４５の先端面が火炎逸走防止部材３５の表面に適正な大きさの押圧力で密着した状態を確実にかつ容易に得ることができる。従って、被検査ガスが火炎逸走防止部材３５を介してガス導入空間Ｓに速やかに供給されることとなるため、高いガス検知の応答性を得ることができる。また、所期の性能を有するものを高い生産性で得ることができる。
【００２９】
しかも、ガス導入ノズル４０における先端筒状部材４５の先端面に、ガス噴出口４６から径方向外方に伸びるスリット４８が形成されており、スリット４８以外の先端面領域が火炎逸走防止部材３５の表面に接触された構成とされていることにより、被検査ガスがガス噴出口４６から噴出される際の火炎逸走防止部材３５の通気抵抗によるガス供給に係る余剰圧力がスリット４８を介して開放されるので、火炎逸走防止部材３５による通気性負荷を小さく低減することができ、これにより、ガス吸引手段への負荷を軽減することができると共に、ガス導入空間Ｓにおける内圧変化を小さく抑制することができて信頼性の高いガス検知を行うことができる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
図７は、ガス導入ノズルの他の構成例を示す、軸方向に沿った部分断面図である。
このガス導入ノズル４０Ａは、図４および図５に示す構成のものにおいて、先端筒状部材および伸長スプリングに代えて、ノズル本体４１の先端部に、軸方向に弾性的に縮小可能なベローズ５５が設けられた構成とされていることの他は、図４および図５に示す構成のものと同一の構成を有する。
ベローズ５５を構成する材料としては、例えばフッ素系ゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ウレタンゴムなどを例示することができ、耐ガス性を有する材料であることが好ましい。
このような構成のガス導入ノズル４０Ａによっても、上記の実施形態に係る耐圧防爆型ガス検知器と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
ガス導入ノズルにおいて、ガス噴出口を有する先端面に形成される余剰圧力開放用凹状部の形状、形成位置およびその他の構成は特に限定されるものでなない。
【００３２】
さらにまた、例えば、本発明に係る耐圧防爆型ガス検知器を使用するに際しての配管構成は、上記において例示したものに限定されず、ガス吸引手段がガス流通方向における耐圧防爆型ガス検知器の上流側の位置に設けられていてもよい。
【００３３】
以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
＜実験例１＞
図１乃至図５に示す構成に従って、互いに同一の仕様を有する５個の本発明に係る耐圧防爆型ガス検知器を作製した。この耐圧防爆型ガス検知器の仕様は次に示す通りである。〔耐圧防爆型ガス検知器仕様〕
ガスセンサ（２５）：ガルバニ電池式酸素センサ、
火炎逸走防止部材（３５）：粒径が３００〜５００ｎｍの範囲内にある球状のＳＵＳ粉末の焼結体、気孔サイズが７７〜８５μｍ、密度が６．１ｇ／ｃｍ3 、厚さが３ｍｍ、外径がφ４０ｍｍ、
ガス導入空間（Ｓ）：容積３６００ｍｍ3
ガス導入ノズルの先端筒状部材（４５）：内径φ４ｍｍ、長さ６ｍｍ、ガス噴出口（４６）の開口径φ２．６ｍｍ、スリット（４８）の幅（ｗ）１．０ｍｍ、スリット（４８）の深さ（ｈ）が０．５ｍｍ、開口面積１．０（＝０．５＋０．５）ｍｍ2 、
伸長スプリング（５１）：材質；ＳＵＳ、線径φ０．２６ｍｍの線材がコイル径３．５ｍｍで巻回されてなるもの、軸方向長さ５．５ｍｍ、
ガス導入ノズルのノズル本体（４１）：先端開口径φ２．６ｍｍ、全長（頭部を含む）３８．８ｍｍ
【００３４】
作製した耐圧防爆型ガス検知器の各々に対して、図８に示すように、マスフロー流量計「ＳＥＦ−２１Ａ」（エステック社製、流量レンジ５Ｌ／ｍｉｎ）８０、容量が１リットルであるバッファ８１、マノメータ（レンジ１０ｋＰａ）８２、および最大流量が２．６リットル／ｍｉｎである性能を有するポンプ８３を配管することにより試験用のガスサンプリングシステムを構築し、各々の耐圧防爆型ガス検知器について、サンプルガスとしてＮ2 ガス（純度９９．９％）を用いて、ガスサンプリングシステムに流通されるガス流量をマスフロー流量計８０によって測定すると共にガス圧力をマノメータ８２によって測定することにより、（イ）ガス検知の応答性の評価、および、（ロ）火炎逸走防止部材による通気性負荷の評価を行った。結果を下記表１に示す。ガス検知の応答性は、規定濃度のサンプルガスがガス導入ノズルに導入された時点から、規定濃度の９０パーセントの濃度値に到達するまでの時間（ガス応答時間Ｔ９０〔ｓ〕））を測定することにより評価を行った。
【００３５】
＜実験例２＞
実験例１において作製した耐圧防爆型ガス検知器において、ガス導入ノズルとして図７に示す構成のものを用いたことの他は、実験例１における耐圧防爆型ガス検知器と同一の仕様を有する５個の耐圧防爆型ガス検知器を作製し、上記実験例１と同様の方法により、（イ）ガス検知の応答性の評価、および、（ロ）火炎逸走防止部材による通気性負荷の評価を行った。結果を下記表１に示す。
ガス導入ノズルにおけるベローズ（５５）：材質；ウレタンゴム、硬度（ＪＩＳ−Ａ）５０°、最大外径４．２ｍｍ、軸方向の最大縮小量２．０ｍｍ、ガス噴出口の開口径φ３．６ｍｍ、蛇腹部の最小内径φ２．６ｍｍ、スリット（４８）の幅（ｗ）１ｍｍ、スリット（４８）の深さ（ｈ）が０．５ｍｍ、開口面積１．０（＝０．５＋０．５）ｍｍ2 、
【００３６】
＜比較実験例１＞
実験例１において作製した耐圧防爆型ガス検知器において、ガス導入ノズルとして、先端筒状部材および伸長スプリングを有さないものを用いたことの他は、実験例１における耐圧防爆型ガス検知器と同一の仕様を有する３個の比較用の耐圧防爆型ガス検知器を作製し、上記実験例１と同様の方法により、（イ）ガス検知の応答性の評価、および、（ロ）火炎逸走防止部材による通気性負荷の評価を行った。結果を下記表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
以上の結果から明らかなように、本発明に係る実験例１および実験例２の耐圧防爆型ガス検知器によれば、高いガス検知の応答性を得ることができると共に火炎逸走防止部材による通気性負荷を軽減することができてガス吸引手段に対する負荷を軽減することができることが確認された。
一方、比較実験例１の耐圧防爆型ガス検知器においては、ガス検知の応答性が低く、また、火炎逸走防止部材による通気性負荷が高くなることが確認された。この理由は、同一設計条件であるにもかかわらず、各構成部材の寸法誤差の累積により生ずる寸法精度の個体差によって、ガス導入ノズルの先端面と火炎逸走防止部材の表面との良好な密着状態が得られないためであると考えられる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 耐圧防爆型ガス検知器
１１ ハウジング
１２ ガード部材
１２Ａ 装着部
１３ ビーム
１４ 前壁部分
１５ ノズル装着部
１６ 円筒状部分
１８ ケーブルグランド
２０ ベース部材
２５ ガスセンサ
２６ センサホルダー
３０ フレームアレスタ
３１ ホルダー部材
３１Ａ 小径筒状部分
３１Ｂ 大径筒状部分
３１Ｃ 段部
３２ 突出縁部
３５ 火炎逸走防止部材
Ｓ ガス導入空間
３８ カバー部材
３９ ノズル装着用貫通孔
Ｐ パッキング
４０，４０Ａ ガス導入ノズル
４１ ノズル本体
４２ ネジ部
４３ 頭部
４４ 係止部
４５ 先端筒状部材
４６ ガス噴出口
４８ スリット
５０ スリーブ部材
５１ 伸長スプリング
５５ ベローズ
５８ ガス排出用ニップル
６０Ａ 被検査ガス入口
６０Ｂ 校正ガス入口
６０Ｃ ガス出口
６０Ｄ 圧縮空気入口
６１ 防塵フィルター
６２ 三方電磁弁（ガス流路切り換え手段）
６３ バルブ付き流量計
６４ ニードルバルブ
６５ アスピレータ（ガス吸引手段）
６６ 減圧弁
７０Ａ 被検査ガス導入路
７０Ｂ 校正ガス導入路
７１ 主ガス導入路
８０ マスフロー流量計
８１ バッファ
８２ マノメータ
８３ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐圧防爆型ガス検知器に関し、詳しくは、例えば、洞道、地下等の土木工事における酸素濃度監視、閉鎖場所での酸素濃度監視、酸素消費設備での酸素漏洩監視、化学工場での酸素濃度監視など酸欠事故の発生を防止するためなどに用いられる耐圧防爆型ガス検知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
可燃性のガスや蒸気を含む爆発性雰囲気の存在により、引火、爆発が発生し得る環境で使用されるガス検知器においては、所定の防爆性能を有した防爆構造を具備していることが要求されており、例えば、ガス透過性を有する金属焼結体が火炎逸走防止部材として用いられて防爆構造が形成された構成のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。 このような金属焼結体を用いた防爆構造を有するガス検知器においては、例えば、ガス吸引手段によって吸引された被検査ガスがガス導入ノズルによって金属焼結体を介してガスセンサに供給される。
【０００３】
しかしながら、このようなガス検知器においては、金属焼結体の通気抵抗のため、応答時間（応答速度）が遅くなりやすいという、問題がある。
【０００４】
このような問題に対して、ガス導入ノズルのガス噴出口が金属焼結体の表面に密着された状態とされていれば、良好なガス検知の応答性が得られることが期待される。しかし、実際には、金属焼結体の厚みについての寸法精度の誤差が大きく、しかも、各構成部品の寸法精度の誤差が累積される結果、ガス導入ノズルを金属焼結体に過大な圧力を作用させずに金属焼結体に密着した状態を得ることはきわめて困難である。
そして、ガス導入ノズルのガス噴出口が金属焼結体の表面に密着していない場合には、ガス導入ノズルのガス噴出口から噴出された被検査ガスが拡散してしまい、必要な流量の被検査ガスをフレームアレスタを通過させてガスセンサに供給するために時間がかかるので、ガス検知の応答性が低くなる。一方、ガス導入ノズルと金属焼結体との密着状態を得るために、ガス導入ノズルによって過大な押圧力が金属焼結体に作用された状態とされた場合には、金属焼結体の変形あるいは破損により、所期の防爆性能が得られなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２６０６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ガス導入用ノズルを火炎逸走防止部材に過大な圧力を作用させずに当該火炎逸走防止部材に密着した状態を容易にかつ確実に得ることができ、高いガス検知の応答性を得ることができる耐圧防爆型ガス検知器を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ガス吸引手段に対する負荷を軽減することができると共に信頼性の高い出力を得ることのできる耐圧防爆型ガス検知器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の耐圧防爆型ガス検知器は、ガス透過性を有する金属焼結体よりなる火炎逸走防止部材を有し、ガスセンサを囲むよう設けられて当該ガスセンサと前記火炎逸走防止部材との間にガス導入空間を区画するフレームアレスタと、当該フレームアレスタを囲むよう設けられたガード部材と、当該ガード部材を覆うよう設けられたカバー部材と、当該カバー部材を気密に貫通して前記ガード部材に螺合されて装着された、ガス吸引手段によって導入される被検査ガスを前記火炎逸走防止部材を介して前記ガス導入空間に供給するスリーブ状のガス導入ノズルとを備えてなり、
前記ガス導入ノズルは、先端部が当該ガス導入ノズルの軸方向に弾性的に変位されて、ガス噴出口が開口する先端面が前記火炎逸走防止部材の表面に押圧された状態で密着して設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の耐圧防爆型ガス検知器においては、前記ガス導入ノズルの先端面には、前記ガス噴出口から径方向外方に伸びる余剰圧力開放用凹状部が形成されており、当該余剰圧力開放用凹状部が形成された領域以外の先端面領域が前記火炎逸走防止部材の表面に接触された構成とされていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の耐圧防爆型ガス検知器においては、前記ガス導入ノズルは、前記ガード部材に螺合されて装着されるノズル本体と、当該ノズル本体の先端部に当該ノズル本体の軸方向にスライド可能に設けられた先端筒状部材と、当該先端筒状部材と前記ノズル本体との間に介挿された、前記先端筒状部材の変位に伴って軸方向に弾性的に変形する伸長スプリングとにより構成されたもの、あるいは、前記ガード部材に螺合されて装着されるノズル本体と、当該ノズル本体の先端部に設けられた、軸方向に弾性的に縮小可能なベローズとにより構成されたものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の耐圧防爆型ガス検知器によれば、ガス導入ノズルがガード部材を気密に貫通してカバー部材に螺合されて装着されるに際して、ガス導入ノズルの先端面が火炎逸走防止部材の表面に対接された状態においてさらに螺合により火炎逸走部材を押圧する方向に変位された場合に、当該ガス導入ノズルの先端部が軸方向に弾性的に変位される構成とされていることにより、火炎逸走防止部材およびその他の構成部材の寸法精度の誤差が補償されると共に火炎逸走防止部材に作用される押圧力が緩和されるので、ガス導入ノズルの先端面が火炎逸走防止部材の表面に適正な大きさの押圧力で密着した状態を確実にかつ容易に得ることができる。従って、被検査ガスが火炎逸走防止部材を介してガス導入空間に速やかに供給されることとなるため、高いガス検知の応答性を得ることができる。
【００１１】
また、ガス導入ノズルの先端面に、ガス噴出口から径方向外方に伸びる余剰圧力開放用凹状部が形成されており、当該余剰圧力開放用凹状部以外の先端面領域が火炎逸走防止部材の表面に接触された構成とされていることにより、被検査ガスがガス噴出口から噴出される際の火炎逸走防止部材の通気抵抗によるガス供給に係る余剰圧力が余剰圧力開放用凹状部を介して開放されるので、火炎逸走防止部材による通気性負荷を小さく低減することができ、これにより、ガス吸引手段への負荷を軽減することができると共に、ガス導入空間における内圧変化を小さく抑制することができて信頼性の高いガス検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の耐圧防爆型ガス検知器の一例における構成の概略を示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】フレームアレスタの一構成例を示す軸方向に沿った断面図である。
【図４】ガス導入ノズルの一構成例を示す軸方向に沿った断面図である。
【図５】（Ａ）図４におけるＸ部の拡大断面図、（Ｂ）先端側から見た端面図である。
【図６】本発明の防爆型ガス検知器を備えたガスサンプリングシステムの一例における構成の概略を示す配管図である。
【図７】ガス導入ノズルの他の構成例を示す、軸方向に沿った部分断面図である。
【図８】実験例において構築した試験用のガスサンプリングシステムの構成の概略を示す配管図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の耐圧防爆型ガス検知器の一例における構成の概略を示す正面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。以下においては、便宜上、図２における左方を「前方」、右方を「後方」というが、耐圧防爆型ガス検知器の使用形態等を限定するものではない。
この耐圧防爆型ガス検知器（以下、単に「ガス検知器」という。）１０は、ガード部材１２がベース部材２０に対して装着部１２Ａにおいてネジ止めされることにより装着されてなるハウジング１１を備えており、更に、密閉された空間を区画する有底円筒状のカバー部材３８がガード部材１２を覆うようリング状のパッキングＰを介して気密に設けられている。カバー部材３８には、前壁における中央位置にノズル装着用貫通孔３９が形成されていると共に外周面にガス排出用ニップル５８が設けられている。図１および図２において１８はケーブルグランドである。
【００１４】
ガード部材１２は、全体が円筒状の鳥かご型のものであって、各々前端中央位置から放射状に径方向外方に向かって伸び、他端側部分が後方に向かって伸びるよう湾曲された複数本例えば６本の柱状のビーム１３を有し、各々のビーム１３の一端側部分が集結されて形成された前壁部分１４の中央位置には、ノズル装着部１５が形成されている。ノズル装着部１５は、前壁部分１４に形成された貫通孔の内周面にネジ溝が形成されて構成されている。そして、各々のビーム１３の後端面は円筒状部分１６の前方側開口端面に一体に連結されており、円筒状部分の後端側部分がベース部材２０の前方開口部に挿入される。
【００１５】
ハウジング１１の内部には、例えば円柱状のガスセンサ２５が配置されていると共にガスセンサ２５を囲むようフレームアレスタ３０が設けられている。
【００１６】
ガスセンサ２５としては、特に限定されるものではないが、例えば、当該耐圧防爆型ガス検知器１０が検知対象空間の環境雰囲気の空気における酸素濃度の監視に用いられる場合には、ガルバニ電池式酸素センサを用いることができる。
【００１７】
フレームアレスタ３０は、図３に示すように、全体が略円筒状のホルダー部材３１と、このホルダー部材３１によって保持固定された円板状の火炎逸走防止部材３５とにより構成されている。ホルダー部材３１は、小径筒状部分３１Ａとこの小径筒状部分３１Ａの後端に連続する大径筒状部分３１Ｂを有し、小径筒状部分３１Ａの前方側開口縁部分の内周面には、径方向内方に突出する突出縁部３２が内周面の全周にわたって形成されている。そして、小径筒状部分３１Ａの周壁および突出縁部３２によって区画された凹所内に火炎逸走防止部材３５が収容されてホルダー部材３１の前方側開口を塞ぐようホルダー部材３１に保持固定されている。
【００１８】
フレームアレスタ３０は、ホルダー部材３１の段部３１Ｃがガード部材１２における円筒状部分１６の内周面に形成されたフレームアレスタ保持部に係止された状態で、ホルダー部材３１の大径筒状部分３１Ｂの外周面がガード部材１２における円筒状部分１６の内周面に嵌合されて気密に装着されている。
また、ホルダー部材３１の内部において、ガスセンサ２５をその前端側部分が収容された状態で保持する有底円筒状のセンサホルダー２６が装着されており、センサホルダー２６の前壁に形成された開口部およびフレームアレスタ３０のホルダー部材３１における突出縁部３２による開口部によって構成されたガス導入空間Ｓが、ガスセンサ２５と火炎逸走防止部材３５との間に形成されている。
【００１９】
火炎逸走防止部材３５は、例えばステンレス鋼粉末の焼結体や銅合金粉末の焼結体などの金属焼結体により構成されており、十分なガス透過性が得られると共に火炎逸走が確実に防止されるという理由から、気孔サイズが４０〜１００μｍ、密度が４．０〜７．０ｇ／ｃｍ3 、厚みが３〜５ｍｍであるものが用いられることが好ましい。
【００２０】
このガス検知器１０は、適宜のガス吸引手段によって導入される被検査ガスを火炎逸走防止部材３５を介してガス導入空間Ｓに供給する全体が略スリーブ状のガス導入ノズル４０を備えている。
この実施の形態に係るガス検知器１０において用いられるガス導入ノズル４０は、図４および図５に示すように、スリーブ状のノズル本体４１と、ノズル本体４１の基端部（ガス導入側前端部）に連続するノズル本体４１よりも外径寸法の大きい円筒状の頭部４３と、ノズル本体４１の先端部（ガス噴出側後端部）を収容する状態で設けられた有底円筒状の先端筒状部材４５と、先端筒状部材４５の端壁の内面とノズル本体４１の先端面と間に、コイル軸がノズル本体４１の軸方向に伸びる状態で介挿された軸方向に弾性的に変形する伸長スプリング５１とにより構成されている。
先端筒状部材４５の開口部の内周面には、スリーブ部材５０が設けられており、このスリーブ部材５０の先端面にノズル本体４１の先端に形成されたフランジ状の係止部４４の後端面が係止され、これにより、先端筒状部材４５がノズル本体４１の軸方向（図５（Ａ）において左右方向）にスライド可能に設けられている。
【００２１】
このガス導入ノズル４０は、頭部４３がカバー部材３８の前壁の前面に対接してノズル本体４１がカバー部材３８の前壁を気密に貫通する状態で、ノズル本体４１の外周面に形成されたネジ部４２がガード部材１２におけるノズル装着部１５に螺合されることによって装着されており、先端筒状部材４５の先端面が火炎逸走防止部材３５の表面に押圧された状態で密着して設けられている。
【００２２】
先端筒状部材４５の端壁には、中央位置にガス噴出口４６が形成されていると共に先端面にガス噴出口４６から径方向外方に伸びるスリット４８よりなる余剰圧力開放用凹状部が形成されており、これにより、余剰圧力開放用凹状部以外の先端面領域が火炎逸走防止部材３５の表面に接触される。この例においては、スリット４８が先端筒状部材４５の外周面における互いに対向する周方向位置（２箇所）に開口するよう形成されている。
【００２３】
スリット４８の、先端筒状部材４５の外周面における開口面積は、合計で例えば０．５０〜２．０ｍｍ2 であることが好ましく、これにより、火炎逸走防止部材３５を構成する金属焼結体の通気抵抗によるガス噴出口４６での圧力上昇を抑制することができてガス吸引手段に対する負荷を軽減させることができると共に信頼性の高い検出出力を得ることができる。
【００２４】
また、先端筒状部材４５の軸方向の可動距離は、例えば０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、これにより、例えば火炎逸走防止部材３５の厚み寸法の誤差を含むガス検知器１０全体の寸法誤差を確実に補償することができると共にガス導入ノズル４０の火炎逸走防止部材３５に対する押圧力を適正な大きさに調整することができてガス導入ノズル４０と火炎逸走防止部材３５との適正な密着状態を確実に得ることができる。
【００２５】
〔ガスサンプリング装置〕
上記のガス検知器１０は、例えば、アスピレータや吸引ポンプなどのガス吸引手段およびその他の構成部材と共にガスサンプリングシステムを構築して用いられる。
図６は、上記の防爆型ガス検知器を備えたガスサンプリングシステムの一例における構成の概略を示すブロック図である。図６において、６１は防塵フィルター、６２は三方電磁弁（ガス流路切り換え手段）、６３は、ガスサンプリングシステム全体を流過するガス流量を監視するバルブ付き流量計、６４はニードルバルブ、６５はアスピレータ（ガス吸引手段）、６６は減圧弁、６０Ａは被検査ガス入口、６０Ｂは校正ガス入口、６０Ｃはガス出口、６０Ｄは圧縮空気入口である。ここに、アスピレータ６５は、十分なガス輸送能力の確保のため、ある程度大きい流量をガス検知器１０に供給することのできる性能、例えば最大流量が２．６リットル／ｍｉｎ程度である性能を有するものが用いられることが好ましい。
【００２６】
このガスサンプリングシステムにおいては、三方電磁弁６２の動作状態が制御されて、被検査ガス入口６０Ａから三方電磁弁６２に至る被検査ガス導入路７０Ａが耐圧防爆型ガス検知器１０に至る主ガス導入路７１に接続されると共に、校正ガス入口６０Ｂから三方電磁弁６２に至る校正ガス導入路７０Ｂが遮断された状態において、図示しない適宜の空気供給手段によって、圧縮空気が圧縮空気入口６０Ｄより減圧弁６６を介してアスピレータ６５に供給されることによりアスピレータ６５が作動されると、検知対象空間内の環境雰囲気の空気（被検査ガス）がアスピレータ６５によって吸引されてガス検知器１０のガス導入ノズル４０に導入され、ガス導入ノズル４０のガス噴出口４６から噴出された被検査ガスが火炎逸走防止部材３５を介してガス導入空間Ｓ内に供給されてガスセンサ２５による検知対象ガス成分の濃度検出が行われる。
【００２７】
一方、ガスセンサ２５の校正作業を行う場合には、三方電磁弁６２の動作状態が制御されて、校正ガス入口６０Ｂから三方電磁弁６２に至る校正ガス導入路７０Ｂがガス検知器１０に至る主ガス導入路７１に接続されると共に被検査ガス入口６０Ａから三方電磁弁６２に至る被検査ガス導入路７０Ａが遮断された状態において、アスピレータ６５が作動されることにより校正ガスがガス検知器１０のガス導入ノズル４０に導入され、ガス導入ノズル４０のガス噴出口４６から噴出された校正ガスが火炎逸走防止部材３５を介してガス導入空間Ｓ内に供給される。
【００２８】
而して、上記の構成のガス検知器１０によれば、ガス導入ノズル４０がガード部材１２のノズル装着部１５に螺合されて装着されるに際して、ガス導入ノズル４０における先端筒状部材４５の先端面が火炎逸走防止部材３５の表面に対接された状態からさらに螺合により火炎逸走防止部材３５を押圧する方向に変位された場合に、当該ガス導入ノズル４０の先端部に設けられた伸長スプリング５１が弾性的に圧縮変形されることにより先端筒状部材４５が軸方向にスライドして先端筒状部材４５の先端面の位置が変位される構成とされていることにより、火炎逸走防止部材３５およびその他の構成部材の寸法精度の誤差が補償されると共にガス導入ノズル４０による火炎逸走防止部材３５に作用される押圧力が緩和されるので、ガス導入ノズル４０における先端筒状部材４５の先端面が火炎逸走防止部材３５の表面に適正な大きさの押圧力で密着した状態を確実にかつ容易に得ることができる。従って、被検査ガスが火炎逸走防止部材３５を介してガス導入空間Ｓに速やかに供給されることとなるため、高いガス検知の応答性を得ることができる。また、所期の性能を有するものを高い生産性で得ることができる。
【００２９】
しかも、ガス導入ノズル４０における先端筒状部材４５の先端面に、ガス噴出口４６から径方向外方に伸びるスリット４８が形成されており、スリット４８以外の先端面領域が火炎逸走防止部材３５の表面に接触された構成とされていることにより、被検査ガスがガス噴出口４６から噴出される際の火炎逸走防止部材３５の通気抵抗によるガス供給に係る余剰圧力がスリット４８を介して開放されるので、火炎逸走防止部材３５による通気性負荷を小さく低減することができ、これにより、ガス吸引手段への負荷を軽減することができると共に、ガス導入空間Ｓにおける内圧変化を小さく抑制することができて信頼性の高いガス検知を行うことができる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
図７は、ガス導入ノズルの他の構成例を示す、軸方向に沿った部分断面図である。
このガス導入ノズル４０Ａは、図４および図５に示す構成のものにおいて、先端筒状部材および伸長スプリングに代えて、ノズル本体４１の先端部に、軸方向に弾性的に縮小可能なベローズ５５が設けられた構成とされていることの他は、図４および図５に示す構成のものと同一の構成を有する。
ベローズ５５を構成する材料としては、例えばフッ素系ゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ウレタンゴムなどを例示することができ、耐ガス性を有する材料であることが好ましい。
このような構成のガス導入ノズル４０Ａによっても、上記の実施形態に係る耐圧防爆型ガス検知器と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
ガス導入ノズルにおいて、ガス噴出口を有する先端面に形成される余剰圧力開放用凹状部の形状、形成位置およびその他の構成は特に限定されるものでなない。
【００３２】
さらにまた、例えば、本発明に係る耐圧防爆型ガス検知器を使用するに際しての配管構成は、上記において例示したものに限定されず、ガス吸引手段がガス流通方向における耐圧防爆型ガス検知器の上流側の位置に設けられていてもよい。
【００３３】
以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
＜実験例１＞
図１乃至図５に示す構成に従って、互いに同一の仕様を有する５個の本発明に係る耐圧防爆型ガス検知器を作製した。この耐圧防爆型ガス検知器の仕様は次に示す通りである。〔耐圧防爆型ガス検知器仕様〕
ガスセンサ（２５）：ガルバニ電池式酸素センサ、
火炎逸走防止部材（３５）：粒径が３００〜５００ｎｍの範囲内にある球状のＳＵＳ粉末の焼結体、気孔サイズが７７〜８５μｍ、密度が６．１ｇ／ｃｍ3 、厚さが３ｍｍ、外径がφ４０ｍｍ、
ガス導入空間（Ｓ）：容積３６００ｍｍ3
ガス導入ノズルの先端筒状部材（４５）：内径φ４ｍｍ、長さ６ｍｍ、ガス噴出口（４６）の開口径φ２．６ｍｍ、スリット（４８）の幅（ｗ）１．０ｍｍ、スリット（４８）の深さ（ｈ）が０．５ｍｍ、開口面積１．０（＝０．５＋０．５）ｍｍ2 、
伸長スプリング（５１）：材質；ＳＵＳ、線径φ０．２６ｍｍの線材がコイル径３．５ｍｍで巻回されてなるもの、軸方向長さ５．５ｍｍ、
ガス導入ノズルのノズル本体（４１）：先端開口径φ２．６ｍｍ、全長（頭部を含む）３８．８ｍｍ
【００３４】
作製した耐圧防爆型ガス検知器の各々に対して、図８に示すように、マスフロー流量計「ＳＥＦ−２１Ａ」（エステック社製、流量レンジ５Ｌ／ｍｉｎ）８０、容量が１リットルであるバッファ８１、マノメータ（レンジ１０ｋＰａ）８２、および最大流量が２．６リットル／ｍｉｎである性能を有するポンプ８３を配管することにより試験用のガスサンプリングシステムを構築し、各々の耐圧防爆型ガス検知器について、サンプルガスとしてＮ2 ガス（純度９９．９％）を用いて、ガスサンプリングシステムに流通されるガス流量をマスフロー流量計８０によって測定すると共にガス圧力をマノメータ８２によって測定することにより、（イ）ガス検知の応答性の評価、および、（ロ）火炎逸走防止部材による通気性負荷の評価を行った。結果を下記表１に示す。ガス検知の応答性は、規定濃度のサンプルガスがガス導入ノズルに導入された時点から、規定濃度の９０パーセントの濃度値に到達するまでの時間（ガス応答時間Ｔ９０〔ｓ〕））を測定することにより評価を行った。
【００３５】
＜実験例２＞
実験例１において作製した耐圧防爆型ガス検知器において、ガス導入ノズルとして図７に示す構成のものを用いたことの他は、実験例１における耐圧防爆型ガス検知器と同一の仕様を有する５個の耐圧防爆型ガス検知器を作製し、上記実験例１と同様の方法により、（イ）ガス検知の応答性の評価、および、（ロ）火炎逸走防止部材による通気性負荷の評価を行った。結果を下記表１に示す。
ガス導入ノズルにおけるベローズ（５５）：材質；ウレタンゴム、硬度（ＪＩＳ−Ａ）５０°、最大外径４．２ｍｍ、軸方向の最大縮小量２．０ｍｍ、ガス噴出口の開口径φ３．６ｍｍ、蛇腹部の最小内径φ２．６ｍｍ、スリット（４８）の幅（ｗ）１ｍｍ、スリット（４８）の深さ（ｈ）が０．５ｍｍ、開口面積１．０（＝０．５＋０．５）ｍｍ2 、
【００３６】
＜比較実験例１＞
実験例１において作製した耐圧防爆型ガス検知器において、ガス導入ノズルとして、先端筒状部材および伸長スプリングを有さないものを用いたことの他は、実験例１における耐圧防爆型ガス検知器と同一の仕様を有する３個の比較用の耐圧防爆型ガス検知器を作製し、上記実験例１と同様の方法により、（イ）ガス検知の応答性の評価、および、（ロ）火炎逸走防止部材による通気性負荷の評価を行った。結果を下記表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
以上の結果から明らかなように、本発明に係る実験例１および実験例２の耐圧防爆型ガス検知器によれば、高いガス検知の応答性を得ることができると共に火炎逸走防止部材による通気性負荷を軽減することができてガス吸引手段に対する負荷を軽減することができることが確認された。
一方、比較実験例１の耐圧防爆型ガス検知器においては、ガス検知の応答性が低く、また、火炎逸走防止部材による通気性負荷が高くなることが確認された。この理由は、同一設計条件であるにもかかわらず、各構成部材の寸法誤差の累積により生ずる寸法精度の個体差によって、ガス導入ノズルの先端面と火炎逸走防止部材の表面との良好な密着状態が得られないためであると考えられる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 耐圧防爆型ガス検知器
１１ ハウジング
１２ ガード部材
１２Ａ 装着部
１３ ビーム
１４ 前壁部分
１５ ノズル装着部
１６ 円筒状部分
１８ ケーブルグランド
２０ ベース部材
２５ ガスセンサ
２６ センサホルダー
３０ フレームアレスタ
３１ ホルダー部材
３１Ａ 小径筒状部分
３１Ｂ 大径筒状部分
３１Ｃ 段部
３２ 突出縁部
３５ 火炎逸走防止部材
Ｓ ガス導入空間
３８ カバー部材
３９ ノズル装着用貫通孔
Ｐ パッキング
４０，４０Ａ ガス導入ノズル
４１ ノズル本体
４２ ネジ部
４３ 頭部
４４ 係止部
４５ 先端筒状部材
４６ ガス噴出口
４８ スリット
５０ スリーブ部材
５１ 伸長スプリング
５５ ベローズ
５８ ガス排出用ニップル
６０Ａ 被検査ガス入口
６０Ｂ 校正ガス入口
６０Ｃ ガス出口
６０Ｄ 圧縮空気入口
６１ 防塵フィルター
６２ 三方電磁弁（ガス流路切り換え手段）
６３ バルブ付き流量計
６４ ニードルバルブ
６５ アスピレータ（ガス吸引手段）
６６ 減圧弁
７０Ａ 被検査ガス導入路
７０Ｂ 校正ガス導入路
７１ 主ガス導入路
８０ マスフロー流量計
８１ バッファ
８２ マノメータ
８３ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス透過性を有する金属焼結体よりなる火炎逸走防止部材を有し、ガスセンサを囲むよう設けられて当該ガスセンサと前記火炎逸走防止部材との間にガス導入空間を区画するフレームアレスタと、当該フレームアレスタを囲むよう設けられたガード部材と、当該ガード部材を覆うよう設けられたカバー部材と、当該カバー部材を気密に貫通して前記ガード部材に螺合されて装着された、ガス吸引手段によって導入される被検査ガスを前記火炎逸走防止部材を介して前記ガス導入空間に供給するスリーブ状のガス導入ノズルとを備えてなり、
前記ガス導入ノズルは、先端部が当該ガス導入ノズルの軸方向に弾性的に変位されて、ガス噴出口が開口する先端面が前記火炎逸走防止部材の表面に押圧された状態で密着して設けられていることを特徴とする耐圧防爆型ガス検知器。
【請求項２】
前記ガス導入ノズルの先端面には、前記ガス噴出口から径方向外方に伸びる余剰圧力開放用凹状部が形成されており、当該余剰圧力開放用凹状部が形成された領域以外の先端面領域が前記火炎逸走防止部材の表面に接触されることを特徴とする請求項１に記載の耐圧防爆型ガス検知器。
【請求項３】
前記ガス導入ノズルは、前記ガード部材に螺合されて装着されるノズル本体と、当該ノズル本体の先端部に当該ノズル本体の軸方向にスライド可能に設けられた先端筒状部材と、当該先端筒状部材と前記ノズル本体との間に介挿された、前記先端筒状部材の変位に伴って軸方向に弾性的に変形する伸長スプリングとにより構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐圧防爆型ガス検知器。
【請求項４】
前記ガス導入ノズルは、前記ガード部材に螺合されて装着されるノズル本体と、当該ノズル本体の先端部に設けられた、軸方向に弾性的に縮小可能なベローズとにより構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐圧防爆型ガス検知器。
【請求項１】
ガス透過性を有する金属焼結体よりなる火炎逸走防止部材を有し、ガスセンサを囲むよう設けられて当該ガスセンサと前記火炎逸走防止部材との間にガス導入空間を区画するフレームアレスタと、当該フレームアレスタを囲むよう設けられたガード部材と、当該ガード部材を覆うよう設けられたカバー部材と、当該カバー部材を気密に貫通して前記ガード部材に螺合されて装着された、ガス吸引手段によって導入される被検査ガスを前記火炎逸走防止部材を介して前記ガス導入空間に供給するスリーブ状のガス導入ノズルとを備えてなり、
前記ガス導入ノズルは、先端部が当該ガス導入ノズルの軸方向に弾性的に変位されて、ガス噴出口が開口する先端面が前記火炎逸走防止部材の表面に押圧された状態で密着して設けられていることを特徴とする耐圧防爆型ガス検知器。
【請求項２】
前記ガス導入ノズルの先端面には、前記ガス噴出口から径方向外方に伸びる余剰圧力開放用凹状部が形成されており、当該余剰圧力開放用凹状部が形成された領域以外の先端面領域が前記火炎逸走防止部材の表面に接触されることを特徴とする請求項１に記載の耐圧防爆型ガス検知器。
【請求項３】
前記ガス導入ノズルは、前記ガード部材に螺合されて装着されるノズル本体と、当該ノズル本体の先端部に当該ノズル本体の軸方向にスライド可能に設けられた先端筒状部材と、当該先端筒状部材と前記ノズル本体との間に介挿された、前記先端筒状部材の変位に伴って軸方向に弾性的に変形する伸長スプリングとにより構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐圧防爆型ガス検知器。
【請求項４】
前記ガス導入ノズルは、前記ガード部材に螺合されて装着されるノズル本体と、当該ノズル本体の先端部に設けられた、軸方向に弾性的に縮小可能なベローズとにより構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐圧防爆型ガス検知器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１４１１５７（Ｐ２０１２−１４１１５７Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２２２８（Ｐ２０１０−２９２２２８）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００２５０４２１）理研計器株式会社 (216)
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００２５０４２１）理研計器株式会社 (216)
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