一酸化炭素検知器

Kiddeプラグイン一酸化炭素検知器

一酸化炭素検知器またはCO検知器は、一酸化炭素中毒を防ぐために一酸化炭素（CO）ガスの存在を検知する装置です。1990年代後半、アンダーライターズ・ラボラトリーズ（UL）は、音響装置を備えたシングルステーションCO検知器の定義を一酸化炭素（CO）警報器に変更しました。これは、UL 2034規格を満たすすべてのCO安全警報器に適用されます。 [ 1 ]ただし、UL 2075を満たすパッシブインジケーターおよびシステムデバイスの場合、ULはこれらを一酸化炭素検知器と呼んでいます。ほとんどのCO検知器は、定義された限られた寿命を持つセンサーを使用しており、無期限に動作するものではありません。

COは、炭素含有物質の不完全燃焼によって生成される無色、無味、無臭のガスです。人間にはほとんど検知できないため、「サイレントキラー」と呼ばれることがよくあります。ULの調査によると、「アメリカ人の60%が、自宅でCO漏れの兆候を全く認識できなかった」とのことです。[ 2 ] CO濃度の上昇は、その量と曝露時間によっては人体に危険を及ぼす可能性があります。低濃度でも長期間にわたり有害となる可能性がありますが、高濃度になると、曝露時間を短縮しなければ有害となることはありません。[ 3 ]

全電化住宅に住んでいる人は、非電気自動車用のガレージが付いている場合や、居住空間に近すぎる場所で予備発電機が使用されている場合を除き、CO検知器は必要ありません。[ 4 ]

ファーストアラートの煙と一酸化炭素警報器

CO検知器は、CO濃度を経時的に測定し、環境中に危険なレベルのCOが蓄積する前に警報を鳴らすように設計されています。これにより、人々は安全に換気したり避難したりするための十分な警告を得ることができます。システムに接続された一部の検知器は、必要に応じて緊急サービスを派遣できる監視サービスにも警報を発します。

CO検知器は煙検知器としては機能せず、その逆も同様ですが、煙/CO検知器を組み合わせたものも販売されています。[ 5 ] 家庭では、COの一般的な発生源としては、裸火、スペースヒーター、給湯器、詰まった煙突、ガレージ内での車やグリルの稼働などがあります。[ 6 ]

インストール

これらの機器は、電池式またはAC電源式（電池バックアップの有無にかかわらず）のいずれかです。電池式機器の電池寿命は最大10年と謳われています。CO警報器のガスセンサーの寿命は限られており、通常は2～5年です。[ 7 ]新型モデルは、一定期間後に交換の必要性を知らせるように設計されています。CO検知器にはすべて、煙検知器と同様に「テスト」ボタンが付いていますが、テストボタンは電池、電子回路、ブザーのみをテストするもので、警報器のガス検知能力はテストしません。

全米防火協会の一酸化炭素ガイドラインによれば、住宅内の各寝室にCO検知器を設置する必要があり、各検知器は「ユニットに付属の設置説明書に指定されている壁、天井、またはその他の場所」に設置する必要がある。[ 8 ]

CO検知器はスタンドアロンモデルとして、または遠隔監視が可能なシステム接続型デバイスとして提供されています。[ 9 ]

関数

CO検知器の主な目的は、密閉空間にいる人々に一酸化炭素濃度が危険なレベルに達したことを警告するために警報を鳴らすことです。濃度が70 PPMに達した場合は60分以内、150 PPMに達した場合は10分以内、400 PPMに達した場合は4分以内、500 PPMを超えた場合は直ちに警報が鳴らなければなりません。警報はあまりにも早く鳴るべきではありません。短時間の誤報によってユーザーが警報を解除してしまい、無防備な状態になってしまう可能性があるからです。[ 10 ] 一部の警報装置はCO濃度を表示するものもあります。また、危険レベルを検知して警告するのではなく、低濃度のCO濃度を危険レベル未満で表示する測定器もあります。

UL認証を受けていない検知器の中には、指定された閾値で音が鳴らないものや、数秒以内に音が鳴るものもあることが判明している。[ 10 ]

ULが発行する業界仕様には、複数の一酸化炭素検知方法が採用され、文書化されています。警報方法には以下が含まれます。

  • 可聴音（短いビープ音 4 回）:
    • ブランドやモデル名によって3,000～3,500Hzの範囲で変化します 。
    • ブランドやモデル名に応じて、3フィート（1メートル）で95～105  dBの音量
  • 一部のモデルでは音声アラートも利用可能

センサー

初期の設計では、一酸化炭素の存在下では茶色または黒っぽい色に変化する白いパッドからなる化学検知器が使用されていました。このような検知器は安価ですが、警告は視覚的なものに限られます。1990年代に一酸化炭素関連の死亡者数が増加すると、可聴アラームが標準装備となりました。

一酸化炭素検知器の警報点は、煙検知器のような単純な警報レベルではなく、濃度と時間の関係で設定されています。低濃度（例えば100ppm）では、検知器は数十分にわたって警報を鳴らしません。400ppmでは、数分以内に警報が鳴ります。この濃度と時間の関係は、体内への一酸化炭素の吸収を模倣すると同時に、タバコの煙など比較的一般的な発生源からの短時間の一酸化炭素の爆発による誤報を防ぐことを目的としています。

センサーには4種類あり、コスト、精度、応答速度が異なります。[ 11 ]ほとんどの検出器には交換可能なセンサーがありません。

光化学型

この検知器は、一酸化炭素と反応して色が変わる着色剤を塗布したパッドで構成されています。ただし、検知できるのはガスの種類と量のみです。この検知器の主な利点は低価格ですが、欠点は防護レベルが最も低いことです。

一酸化炭素の検出に使用される反応の1つは、二硫化パラジウム酸カリウム（II）触媒酸化である。

二酸化炭素+K2パッド（それで3）2⟶パッド+二酸化炭素2+それで2+K2それで3{\displaystyle {\ce {CO + K2Pd(SO3)2 -> Pd + CO2 + SO2 + K2SO3}}}

反応が進むにつれて、パラジウムが放出され、色が黄色から茶色、そして黒色へと変化します。

生体模倣型

バイオミメティックセンサーは、COの存在下で周囲の一酸化炭素量に比例して暗くなるヘモグロビンと同様の仕組みで機能します。このセンサーは、シクロデキストリン、発色団、およびいくつかの金属塩を使用します。これは直接見ることも、 IR LEDなどの赤外線光源に接続してフォトダイオードを使用して監視することもできます。電池の寿命は、従来のアルカリ電池で通常2～3年ですが、リチウム電池の場合は製品寿命まで持ちます。バイオテクノロジーベースのセンサーの有効動作寿命は6年です。これらの製品は最初に大量市場に投入されましたが、他のセンサーよりも高価なため、主に高級エリアやRVで使用されています。ローレンス・バークレー国立研究所の報告書によると、この技術は改良されており、最も信頼性の高い技術となっています。[ 12 ]

電気化学型

電気化学式一酸化炭素センサー。センサーと警報器はそれぞれ異なるメーカー製です。
黄色のテープが貼られた金属製の円筒
文字が書かれた茶色の円筒

電気化学式検知器は、燃料電池の原理を利用して、検知対象ガスが化学反応を起こすと電流を発生させます。発生する電流は、センサー近傍の環境における一酸化炭素の量と正確に相関します。基本的に、電気化学セルは容器、2つの電極、接続線、そして電解質（通常は硫酸）で構成されます。一酸化炭素は一方の電極で二酸化炭素に酸化され、もう一方の電極では酸素が消費されます。一酸化炭素検知において、電気化学セルは他の技術に比べて、一酸化炭素濃度に対して非常に正確で直線的な出力特性を持ち、室温で動作するため消費電力が最小限で済み、寿命が長く（通常5年から10年）、優れた性能を備えています。テストボタンは、バッテリー、回路、ブザーの動作状態のみを示します。電気化学セルを用いたCO警報器の動作を完全にテストする唯一の方法は、シュラウド内に校正済みのテストガスを供給し、テスト期間中、濃度レベルを維持することです。

半導体型

絶縁セラミック基板上に半導体二酸化スズの細いワイヤーが配置されたセンサーは、集積回路によって監視されます。この検知素子は動作させるために約400℃に加熱する必要があります。酸素は二酸化スズの抵抗を増加させ、一酸化炭素は抵抗を減少させます。集積回路は検知素子の抵抗を監視します。寿命は約5年で、警報器は設置時および少なくとも年に1回は試験ガスを用いて試験を実施する必要があります。

このセンサーは電力消費量が大きいため、通常は主電源から電源供給されます。電池駆動のパルスセンサーは、数ヶ月の寿命があります。

この技術は日本をはじめとする極東地域で広く使用されており、米国でも一定の市場浸透が見られます。しかし、電気化学セル技術の優れた性能により、この技術は代替され始めています。

濃度の読み取り

家庭用検知器はすべて、主な指標として警報音を使用していますが、一部のモデルではCO濃度をPPM（百万分率）単位でデジタル表示する機能も備えています。通常、現在の測定値と、一定期間に測定された最高濃度のメモリに記憶されたピーク値の両方を表示できます。これらの上位モデルは多少高価ですが、それ以外は基本モデルと同等です。

ディスプレイ付きモデルには、警報閾値を下回るレベルを表示したり、不在時に発生した可能性のあるレベルを報告したり、警報が鳴った場合に危険度を評価できるという利点があります。また、緊急対応者が過去または現在における曝露や危険のレベルを評価する際にも役立ちます。

ポータブル

携帯型検知器は、航空機、自動車、トラック用に設計されており、CO2の危険性を車内の乗員に警告します。

CO測定機器

数ppmまでのCO濃度を表示できる携帯型メーターは、家庭用の安全CO検知器よりも感度が高く、それに応じてはるかに高価です。産業衛生士や救急隊員、またCO漏れのメンテナンスや追跡に使用されます。これらの機器は、家庭用警報器のように数分から数時間かかるのに対し、わずか数秒で低濃度のCOを測定できます。他の検査機器と同様に、業務用COメーターも定期的に検査と再校正を行う必要があります。

立法

アメリカ合衆国

米国では（2017年1月現在）、32の州が一酸化炭素検知器に関する法令を制定しており、さらに11の州がCO検知器に関する規制を公布している[ 13 ] 。ワシントンD.C.とニューヨーク市も同様である。カナダでは、オンタリオ州で2014年10月15日にCO警報器の設置義務が施行され[ 14 ]、アルバータ州では全世帯にCO検知器を設置することを義務付ける動きが活発である[ 15 ] 。

一酸化炭素検知器の設置を義務付ける法律を制定する州が増えています。

コロラド州の住宅建設業者は、2009年3月に成立した法案により、新築住宅に一酸化炭素検知器を設置することが義務付けられました。下院法案1091号は、新築住宅および中古住宅の寝室付近、そして賃貸アパートや戸建て住宅に検知器を設置することを義務付けています。この法案は2009年7月1日に施行されました。この法律は、デンバーの投資銀行家パーカー・ロフグレン氏とその家族の死後に導入されました。ロフグレン氏は妻と子供たちと共に、2008年11月27日、コロラド州アスペン近郊の自宅で一酸化炭素中毒で死亡しているのが発見されました。

ニューヨーク州では、「アマンダ法」（A6093A/C.367）により、燃料燃焼器具を備えた一戸建て住宅および二戸建て住宅は、寝室のある最下階に少なくとも1台の一酸化炭素警報器を設置することが義務付けられており、2010年2月22日より施行されています。2008年1月1日より前に建設された住宅には電池式の警報器の設置が認められていますが、それ以降に建設された住宅には有線式の警報器を設置する必要があります。さらに、ニューヨーク州の請負業者は、住宅に警報器が設置されていない場合、燃料燃焼式給湯器または暖房機を交換する際に一酸化炭素検知器を設置する必要があります。この法律は、友人宅でのお泊まり会中に欠陥のあるボイラーによる一酸化炭素中毒で亡くなった10代の少女、アマンダ・ハンセンにちなんで名付けられました。[ 16 ] [ 17 ]

アラスカ州法案 351 では、炭素ベースの燃料器具または燃焼の副産物を生成するその他の装置を含む、またはそれらによってサービスを受けている住居ユニットに一酸化炭素検知器を設置することが義務付けられています。

カリフォルニア州は2011年7月、既存の一戸建て住宅に一酸化炭素検知器の設置を義務付け、2013年には集合住宅にも設置を義務付けました。 [ 18 ]カリフォルニア州法2015では、新規に設置する煙探知器と一酸化炭素検知器はすべて、10年間交換不要のタイプのものと定めています。[ 19 ]既存の警報器は、住宅所有者によっては交換の必要がない場合があります。詳細は、地方条例をご覧ください。設置場所の要件も、地方自治体によって異なります。

メイン州では、すべての賃貸住宅に一酸化炭素検知器を設置することが義務付けられています。賃貸住宅以外の住宅では設置が推奨されていますが、義務ではありません。[ 20 ]

標準

北米

カナダ住宅金融公社（CSA）は、「カナダの規格団体（CSA）と米国の規格団体（UL）は、CO2規格の策定と製品試験を調整しました。2010年時点の規格では、デジタルディスプレイに30PPM未満のCO濃度を表示することが禁止されています。また、最新の規格では、以前の規格よりも高いCO濃度で警報が鳴ることが義務付けられています。これらの変更の理由は、CO濃度が生命を脅かすレベルではない場合の消防署、公共事業体、緊急対応チームへの通報件数を減らすためです。この変更により、検知器の精度不良や他のガスの存在によるこれらの機関への通報件数も減少します。したがって、新しい警報は70PPMまでのCO濃度では鳴らなくなります。これらの濃度は、カナダの健康ガイドラインを大幅に上回っていることに注意してください」[ 21 ]（また、米国労働安全衛生局（OSHA）の許容暴露限度である50PPMも上回っています）[ 22 ] 。

参考文献

  1. ^ 「単一および複数ステーション一酸化炭素警報器の規格」 UL 。 2017年10月22日閲覧。
  2. ^ “UL Mobile | News” . 2016年3月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年2月28日閲覧。
  3. ^ NFPA 720: 家庭用一酸化炭素（CO）警報装置の設置に関する規格、2005年版、附属書B 一酸化炭素の危険性、B.1 一酸化炭素、表B.1 濃度に基づく一酸化炭素曝露の症状
  4. ^ 「コンシューマーレポート 煙・一酸化炭素検知器購入ガイド」 2025年2月28日。
  5. ^ 「一酸化炭素検知器購入ガイド」 ranky10.com、2017年9月22日。 2017年10月22日閲覧。
  6. ^米国消費者製品安全委員会. 「一酸化炭素検知器は命を救うことができる（CPSC文書#5010）」 . 2009年4月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月29日閲覧。
  7. ^ Sorenson, Ida (2022年4月16日). 「一酸化炭素検知器が作動してから停止する9つの理由」. 2022年10月14日閲覧。
  8. ^ NFPA 720: 家庭用一酸化炭素（CO）警報装置の設置に関する規格、2005年版
  9. ^「COについて知っておくべき5つのこと」LifeSafety、2006年秋。
  10. ^ a b Hope, Paul (2017年3月14日). 「消費者レポートが『安全上のリスクあり』と評価した一酸化炭素警報器3機種」消費者レポート.
  11. ^ 「一酸化炭素中毒予防ガイド」 。 2007年7月29日閲覧。
  12. ^ Gundel, Lara A.; Apte, Michael G.; Nematollahi, Albert R. (1998).一酸化炭素検知器の技術比較：様々なガスへの応答(PDF) (技術レポート). アーネスト・オーランド・ローレンス・バークレー国立研究所. LBNL-40556 . 2014年1月14日閲覧。
  13. ^ 「一酸化炭素検知器の要件、法律、規制」全米州議会会議2017年4月3日2017年10月22日閲覧。
  14. ^ 「一酸化炭素警報器に関する質問と回答」。コミュニティ安全・矯正サービス省。2017年10月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年10月22日閲覧。
  15. ^ Ferguson, Eva (2017年1月6日). 「一酸化炭素安全推進派、アルバータ州に検知器設置義務化を働きかける」カルガリー・サン. 2017年10月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年10月22日閲覧。
  16. ^ 「一酸化炭素仮想ツールボックス」。国土安全保障・緊急サービス局。2014年11月7日。
  17. ^ 「Welcome Page」ニューヨーク州消防予防管理局。 2010年5月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  18. ^上院法案183
  19. ^煙感知器設置要件の更新（報告書）。2015年2月12日。カリフォルニア州消防長官情報速報14-006。2016年5月6日時点のオリジナルからアーカイブ（PDF） 。
  20. ^ 「一酸化炭素」。環境・労働衛生プログラム。
  21. ^カナダ住宅ローン住宅協会 2013年4月11日アーカイブ、 Wayback Machine
  22. ^ 「一酸化炭素」 .米国疾病予防管理センター（CDC）. 2016年4月11日. 2016年5月10日閲覧。

さらに読む

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