JP4248469B2 - Inspection gas generator - Google Patents
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Description
この発明は、ガス検出装置などの点検に用いる点検ガス発生器に関する。 The present invention relates to an inspection gas generator used for inspection of a gas detection device and the like.
特許文献1は、プロトン導電体に電圧を印加して、導電体内の水を電解して、点検ガスを発生させることを開示している。しかしながら特許文献1の点検ガス発生器の構造は、ガスセンサと一体にすることを前提にしており、ガスセンサと別体の点検ガス発生器にはなっていない。
この発明の基本的課題は、簡単な構造で信頼性のある点検ガス発生器を提供することにある。
この発明での副次的課題は、点検ガス発生器からの液漏れが無く、繰り返して点検ガスを発生できる、点検ガス発生器を提供することにある。
この発明での副次的課題はまた、点検ガス発生用の電極となる導電性部材とメタルハウジングや金属封孔体との間の、ショートを防止することにある。
A basic object of the present invention is to provide a reliable inspection gas generator with a simple structure.
A secondary problem of the present invention is to provide an inspection gas generator that can repeatedly generate inspection gas without liquid leakage from the inspection gas generator.
Another object of the present invention is to prevent a short circuit between a conductive member serving as an inspection gas generating electrode and a metal housing or a metal sealing body .
この発明の点検ガス発生器では、メタルハウジングの開口を塞ぐように、絶縁体を介して金属封孔体をメタルハウジングに取り付け、かつメタルハウジングと金属封孔体との間に電圧を加えることにより、メタルハウジング内に収容した点検ガス発生手段から点検ガスを発生させるようにし、さらに金属封孔体もしくはメタルハウジングに、メタルハウジング内で発生したガスの出口を設ける。 In the inspection gas generator of the present invention, the metal sealing body is attached to the metal housing via an insulator so as to close the opening of the metal housing , and a voltage is applied between the metal housing and the metal sealing body. The inspection gas is generated from the inspection gas generating means accommodated in the metal housing , and an outlet for the gas generated in the metal housing is provided in the metal sealing body or the metal housing .
ガスの出口は通気性があり通液性がない膜などでも良いが、メタルハウジングの内圧が増すことにより開く弁体とすると、液漏れなどを簡単に防止でき、特に好ましくは2層の金属板でできた金属封孔体の内部に弁体をセットする。 The gas outlet may be a gas-permeable and non-liquid-permeable membrane, but if the valve body is opened by increasing the internal pressure of the metal housing , liquid leakage can be easily prevented, and a two-layer metal plate is particularly preferred. Set the valve body inside the metal sealing body made of
また好ましくは、電解液をゲル化したものを点検ガス発生手段に用いて、水の電解で点検ガスを発生させると共に、通常の温度では流動性がないようにして液漏れを防止する。 Preferably, an inspection gas is generated by electrolyzing water by using a gelled electrolyte solution as the inspection gas generation means, and liquid leakage is prevented by preventing fluidity at a normal temperature.
好ましくは、点検ガス発生手段は、電解液に金属封孔体もしくはメタルハウジングに取り付けた、発泡金属、金属ファイバーの束、あるいはカーボンのファイバーの束からなる、高比表面積の導電性部材を接触させて、電解液の電解により点検ガスを発生させる。電解液の溶媒は水が好ましいが、水−エタノールなどの混合溶媒でも良い。 Preferably, the inspection gas generation means contacts a conductive member having a high specific surface area made of foam metal, a bundle of metal fibers, or a bundle of carbon fibers attached to a metal sealing body or a metal housing with the electrolyte. The inspection gas is generated by electrolysis of the electrolyte. The solvent of the electrolytic solution is preferably water, but may be a mixed solvent such as water-ethanol.
好ましくは、前記電解液の容積を、金属封孔体と前記メタルハウジングとの間の容積の1/2未満とし、点検ガス発生器を横倒しにしたりしても、電解液がガス出口を塞がないようにする。 Preferably, even if the volume of the electrolytic solution is less than half of the volume between the metal sealing body and the metal housing, and the inspection gas generator is laid down, the electrolytic solution blocks the gas outlet. Do not.
また好ましくは、メタルハウジングまたは金属封孔体で、導電性部材を取り付けていない側の内面を、通液性のセパレータで覆って、導電性部材と前記内面との接触を防止する。 Preferably, the inner surface of the metal housing or the metal sealing body on which the conductive member is not attached is covered with a liquid-permeable separator to prevent contact between the conductive member and the inner surface.
この発明では、メタルハウジングと金属封孔体とを点検ガス発生手段を介して接続し、金属封孔体とメタルハウジングとの間に電圧を加えることにより点検ガスを発生させて、ガス出口から排出する。例えば水を電解する場合、1.3V〜5V程度、好ましくは3〜4.5V程度の電圧で水素を発生させることができる。ガスの出口を、ゴムやバネなどの弾性体を用いた弁体で構成し、あるいは多孔質のPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)シートなどをガスの出口とすると、液漏れがなく、またCOの発生に用いるシュウ酸化合物などがこぼれ出したりせずに、点検ガスのみを外部へ放出できる。 In this invention, the metal housing and the metal sealing body are connected via the inspection gas generating means, the inspection gas is generated by applying a voltage between the metal sealing body and the metal housing, and is discharged from the gas outlet. To do. For example, when water is electrolyzed, hydrogen can be generated at a voltage of about 1.3 V to 5 V, preferably about 3 to 4.5 V. If the gas outlet is composed of a valve body using an elastic body such as rubber or a spring, or if a porous PTFE (polytetrafluoroethylene) sheet or the like is used as the gas outlet, there is no liquid leakage and CO is generated. Only the inspection gas can be released to the outside without spilling the oxalic acid compound used in the process.
弁体を用いると液漏れなどへの信頼性が特に高く、また金属封孔体は通常2層の金属板を重ねて、その間にスペースを残すようになっているので、この間に弁体を収容すると、構造上も簡単である。点検ガスの発生では、水性の電解液を電解して、水素などの点検ガスを発生させると、少量の電解液で繰り返して多数の回数、点検ガスを発生させることができる。電解液の液漏れを防止するため、電解液をゲル化することが好ましい。 When using a valve body, the reliability against liquid leakage is particularly high, and the metal sealing body usually has two layers of metal plates, leaving a space between them. Then, it is simple in structure. In the generation of the inspection gas, when an inspection gas such as hydrogen is generated by electrolyzing an aqueous electrolytic solution, the inspection gas can be generated many times repeatedly with a small amount of the electrolytic solution. In order to prevent leakage of the electrolytic solution, it is preferable to gel the electrolytic solution.
電解液の電解では、発泡金属や、金属繊維やカーボン繊維の集合体などの高比表面積の導電性部材を電極に用いると、効率的に点検ガスを発生できる。
さらに電解液の液量を、メタルハウジングと金属封孔体の間のスペースの1/2未満とすると、ガスの出口を電解液が塞いで、点検ガス発生時の内圧で電解液が洩れることを防止できる。
導電性部材が変形して、メタルハウジングあるいは金属封孔体の相手側(導電性部材を取り付けていない側の部材)と接触するのは好ましくない。そこで相手側の内面を通液性のセパレータで覆うと、ショートを防止できる。
In electrolysis of an electrolytic solution, when a conductive member having a high specific surface area such as foam metal, metal fiber or carbon fiber aggregate is used as an electrode, inspection gas can be efficiently generated.
Furthermore, if the amount of the electrolyte is less than half of the space between the metal housing and the metal sealing body , the electrolyte will block the gas outlet and the electrolyte will leak due to the internal pressure when the inspection gas is generated. Can be prevented.
It is not preferable that the conductive member deforms and comes into contact with the other side of the metal housing or metal sealing body (the member on which the conductive member is not attached). Therefore, if the inner surface of the other side is covered with a liquid separator, a short circuit can be prevented.
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。 In the following, an optimum embodiment for carrying out the present invention will be shown.
図1〜図7に、実施例とその変形とを示す。これらの図において、同じ符号や同じ名称の部材は同じものを表し、図1〜図3の実施例に関する記載は、特に断らない限り、図5〜図7の変形例にもそのまま当てはまる。 1 to 7 show an embodiment and its modifications. In these drawings, the members having the same reference numerals and the same names represent the same members, and the description relating to the embodiment in FIGS. 1 to 3 applies to the modified examples in FIGS.
図1において、2は点検ガス発生器で、4はステンレスなどのメタルハウジングで、その内部にKOHやKHCO3,K2CO3などの電解液をゲル化したゲル化水6を収容する。ゲル化剤の種類や電解質の種類は任意であるが、アルカリ金属の水酸化物や、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩などが、電解時に塩素やNO2、SO2などの有毒ガスが発生することがないので好ましい。メタルハウジング4の内面は多孔質で絶縁性の通液性のあるセパレータ(例えばポリプロピレンシート)8で被覆し、10は封孔体で、ステンレスの金属などを2層にしたもので、中空の内部に弁体14を収容する。12はガスケットで、絶縁性の部材である。弁体14は例えばEPDM(エチレンプロピレンゴム)などの耐アルカリ性のゴムで構成し、SBR(スチレンブタジアンゴム)などのゴムでも良い。
In FIG. 1, 2 is an inspection gas generator, 4 is a metal housing such as stainless steel, and contains
封孔体10には、内側の開口16と外側の開口18とを設け、内側開口16を弁体14で覆うようにする。またハウジング4と封孔体10との間の内容積は6cc程度で、その1/2未満、好ましくは40%以下で、ここでは2ccのゲル化水6を収容する。20はニッケルなどの発泡金属で、金属繊維ファイバーやカーボンファイバーなどの束でも良く、多孔質の導電性部材で、ゲル化水6との接触部で発生した水素などのガスが、その内部に沿って移動して、ゲル化水6の外に出ることができる部材が好ましい。そしてメタルハウジング4を陽極、封孔体10を陰極として電圧を加えると、発泡金属20の部分で水素が発生して、発泡金属内を通ってゲル化水6の上部に逃れ、図1の右側に示すように、弁体14を押し上げて外部へと放出される。
The sealing
点検ガス発生器2は上向きもしくは横倒しなどで保管あるいは使用する。ゲル化水6の容積を、封孔体10とハウジング4との間の容積の1/2未満、より好ましくは40%以下とすることにより、例えば60℃などでゲル化水が流動化しても、開口16からゲル化水が洩れないようにできる。なお室温などではゲル化水6は流動性が無く、開口16からの液漏れは生じない。発泡金属20はここでは封孔体10の底面側に溶接してあるが、MEAtるハウジング4の内面に取り付けても良い。さらに発泡金属20が何らかの原因により変形した場合でも、セパレータ8があるため、メタルハウジング4とショートすることがない。そしてセパレータ8は多孔質で通液性があるので、メタルハウジング4から発泡金属20への電解電流の妨げとはならない。さらにゲル化水6が弁体14に触れても、内圧が加わらない限り、開口16が弁体14で塞がれるので、液漏れは起こりにくい。
The
図2の封孔体11では、バネ15aにより弁体15を開口16側に押し付け、開口16からの液漏れを防止する。他の点では図1の点検ガス発生器2と同様である。
In the sealing
図3は点検ガス発生器2を用いた点検装置30の例を示し、3V〜4.5Vなどの電池32を、スイッチ34を介して点検ガス発生器2に接続する。この時メタルハウジング側が+で封孔体側が−である。36はケースで、38はカバーであり、封孔体側にノズル40などを設けて、水素などの点検ガスをガス検出装置やガス漏れ警報器などに導入できるようにする。
FIG. 3 shows an example of an
図4は、図3の点検装置30を用いて、プロトン導電体ガスセンサを点検した例を示し、3つの点検装置に対するガスセンサの出力を重ねて表示してある。ここではガスセンサの出力は6Vがフルスケールで、点検装置30に10秒間4Vの電圧を加えて水素を発生させた時の波形である。
FIG. 4 shows an example in which the proton conductor gas sensor is inspected using the
図5〜図7に、点検ガス発生器の変形例を示す。図5の点検ガス発生器52では、KOH水溶液などを保持したセパレータ54を用い、封孔体10とメタルハウジング4との間で電流を流すことにより、セパレータ54で水を電解して水素などの点検ガスを発生させる。セパレータは電極付きでも電極無しでもよく、あるいはセパレータに代えてプロトン導電体を用いても良い。セパレータ54では保持し得る水の量が少ないので、例えばKFなどの電位窓が広い潮解性の電解質を用いると、空気中から水分を補給することができる。
5 to 7 show modified examples of the inspection gas generator. In the
図6の点検ガス発生器62では、封孔体10とメタルハウジング4との間にヒータ64を配置して、これらの間の電圧でヒータ64を発熱させ、これによってシュウ酸やその化合物などのガス源66を分解させて、COなどの点検ガスを発生させる。
In the
ゲル化水6やセパレータ54に保持させる電解液などの媒質は水には限らず、例えば水/エタノールなどの混合溶媒を用いても良い。また図6のガス源66では、シュウ酸化合物などに代えて、エタノールやゲル化したエタノールなどを用い、エタノールガスを発生させても良い。
The medium such as the electrolytic solution held in the gelled
実施例では封孔体10側に発泡金属20を取り付けたが、この配置を逆にして、メタルハウジング側に発泡金属を取り付けても良い。このような例を図7に示す。72は点検ガス発生器で、封孔体74には開口が無く、メタルハウジング73側に発泡金属21を例えば溶接で取り付けて、ゲル化水6中に浸すようにする。そしてメタルハウジング73側を上、封孔体74側を下として用いることとし、多数の開口75を設けて、メタルハウジング73の内面側からPTFEなどのガス透過膜76で覆って、液漏れを防止する。なおこの例では、セパレータ8を設けていない。
In the embodiment, the
2,52,62 点検ガス発生器
4 メタルハウジング
6 ゲル化水
8 セパレータ
10,11 封孔体
12 ガスケット
14,15 弁体
16,18 開口
20,21 発泡金属
30 点検装置
32 電池
34 スイッチ
36 ケース
38 カバー
40 ノズル
54 セパレータ
64 ヒータ
66 ガス源
72 点検ガス発生器
73 メタルハウジング
74 封孔体
75 開口
76 ガス透過膜
2, 52, 62
Claims (6)
さらに金属封孔体もしくはメタルハウジングに、メタルハウジング内で発生したガスの出口を設けた、点検ガス発生器。 Inspection gas stored in the metal housing by attaching a metal sealing body to the metal housing via an insulator so as to close the opening of the metal housing and applying a voltage between the metal housing and the metal sealing body. Generate inspection gas from the generation means ,
Furthermore, an inspection gas generator in which a gas sealing body or a metal housing is provided with an outlet for gas generated in the metal housing .
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