JP4371413B2 - Gas generator - Google Patents
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Description
本発明は、液体や固体の原料を導入し、加熱、気化させ、更にキャリアガスと混合し、混合ガスを発生させるガス発生装置に関する。 The present invention relates to a gas generator that introduces liquid or solid raw materials, heats and vaporizes them, and further mixes them with a carrier gas to generate a mixed gas.
従来から、ガス発生装置は各種分野において用いられており、その一例を挙げれば、過酸化水素ガスを用いた殺菌装置等に用いられている。このガス発生装置を説明するにあたり、前記した過酸化水素ガスを用いた殺菌装置を例にとって説明する。
図8は、この殺菌装置を示した構成概略図であり、この殺菌装置50は、ガス発生装置である気化装置51を中心に構成され、過酸化水素水58はタンク57に貯留され、タンク57に圧縮エアーを供給することによって前記タンク57の内部を加圧し、前記過酸化水素58を押し出す構造になっている。
Conventionally, gas generators have been used in various fields. For example, gas generators are used in sterilizers using hydrogen peroxide gas. In describing this gas generator, the sterilizer using the hydrogen peroxide gas will be described as an example.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing the sterilization apparatus. The
過酸化水素58の気化装置51内への噴霧は、二流体ノズル54によって行なわれる。二流体ノズル54には過酸化水素ライン59と圧縮エアーライン64が接続されており、それぞれ開閉バルブ55、56の開閉により過酸化水素水、エアーを流す構造になっている。前記バルブ55、56は、制御装置63によって開閉操作される。
前記過酸化水素ライン59及び圧縮エアーライン64には、予熱ヒータ62が取り付けており、これにより予め過酸化水素水及びエアーを加熱するように構成されている。
The
A
また圧縮エアーライン64には除菌フィルター60が設置されている。気化装置51の内部には、気化ヒータ52が設けられており、これによって過酸化水素水を加熱し、気化させる。気化装置51及びガス導管65には結露防止用ヒータ53が設けられており、これにより一端気化したガスの再凝縮を抑えている。容器67には、ガス導管65を介して殺菌ノズル66から過酸化水素ガスが吹き付けられる。
そして、過酸化水素ガスが容器67に吹き付けられると、過酸化水素ガスと容器67との温度差によって容器67表面に過酸化水素の凝縮膜が形成され、殺菌がなされる。
A
When the hydrogen peroxide gas is sprayed on the
ところで、従来のガス発生装置(気化装置)にあっては、その底面に気化ヒータが配置されると共に、圧縮エアーと過酸化水素水を供給する二流体ノズルが配置され、ヒータの上方からヒータに向けて噴霧するように構成されている。そして、噴霧された過酸化水素水を前記ヒータによって加熱することによって、所定の過酸化水素ガスが得られる。
そのため、二流体ノズルに供給される過酸化水素水が多い場合には、気化しない過酸化水素水がヒータ上に滞留し、所望の混合ガスを得ることができないという技術的課題があった。
By the way, in the conventional gas generator (vaporizer), a vaporizing heater is disposed on the bottom surface, and a two-fluid nozzle for supplying compressed air and hydrogen peroxide solution is disposed. It is comprised so that it may spray toward. A predetermined hydrogen peroxide gas is obtained by heating the sprayed hydrogen peroxide solution with the heater.
Therefore, when there is much hydrogen peroxide solution supplied to a two-fluid nozzle, there existed the technical subject that the hydrogen peroxide solution which does not evaporate stays on a heater and a desired mixed gas cannot be obtained.
また、特許文献1に示されたガス発生装置(気化装置)にあっては、ヒータの構成が明らかではないが、前記ヒータは、過酸化水素水等の原料及び原料が気化したガスに侵食されないものでなければならない。このヒータの侵食を防止するために保護部材等で覆えば、熱効率が劣る虞があるという技術的課題があった。 In addition, in the gas generator (vaporizer) disclosed in Patent Document 1, the structure of the heater is not clear, but the heater is not eroded by raw materials such as hydrogen peroxide water and gas from which the raw materials are vaporized. Must be a thing. If covered with a protective member or the like to prevent the heater from eroding, there is a technical problem that thermal efficiency may be deteriorated.
これら技術的課題を解決するために、本願発明者らは鋭意研究し、気化させる液体あるいは固体の原料を加熱部に供給し、気化後、キャリアガスと混合するという新規な構成を採用し、気化しない原料が加熱部上に滞留しないガス発生装置を完成するに至った。また、ヒータが気化したガス等で侵食されることのないガス発生装置を完成するに至った。 In order to solve these technical problems, the present inventors have intensively studied, adopted a new configuration in which a liquid or solid raw material to be vaporized is supplied to the heating unit, mixed with a carrier gas after vaporization, and vaporized As a result, a gas generating device in which the raw material that does not stay is not retained on the heating section has been completed. In addition, a gas generating device in which the heater is not eroded by vaporized gas or the like has been completed.
本発明は、気化しない原料が加熱部上に滞留せず、耐食性、耐久性に優れたガス発生装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a gas generator that is excellent in corrosion resistance and durability because a raw material that does not evaporate does not stay on the heating section.
本発明は上記技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明にかかるガス発生装置は、シリカガラスからなる反応容器と、前記反応容器の外側または前記反応容器の内側に配設されたヒータと、反応容器内部に収容され、ヒータからの熱を受け原料を加熱する、貫通孔を有する多孔質シリカガラスからなる加熱部と、前記加熱部より上方向位置に設けられた、気化させる原料を反応容器に導入する原料導入口と、前記加熱部より下方向位置に設けられた、キャリアガスを反応容器に導入するキャリアガス導入口と、気化したガスとキャリアガスとが混合した混合ガスを反応容器の外部に導出する混合ガス導出口とを備えることを特徴としている。 The present invention has been made to solve the above technical problems, and a gas generator according to the present invention is provided on a reaction vessel made of silica glass and on the outside of the reaction vessel or on the inside of the reaction vessel. A heater, a heating part made of porous silica glass having a through hole, which is contained in the reaction vessel and receives the heat from the heater and heats the raw material, and is vaporized, provided at a position above the heating part A raw material introduction port for introducing the raw material into the reaction vessel, a carrier gas introduction port for introducing a carrier gas into the reaction vessel provided at a position below the heating unit, and a mixed gas in which the vaporized gas and the carrier gas are mixed And a mixed gas outlet for leading the gas to the outside of the reaction vessel.
このように構成されているため、原料は加熱部上面に供給され、気化する。特に、前記加熱部が貫通孔を有する多孔質シリカガラスで構成されているため、加熱部上面で気化しなかった原料(液体原料)が加熱部内部に侵入する。その結果、原料は広面積の加熱部と接することになり(加熱面積が増加し)、原料の気化がより一層促進される。しかも、加熱部より下方向位置からキャリアガスが導入されるため、気化したガスとの混合が促進され、均一な混合ガスが得られる。
更に、反応容器、加熱部がシリカガラス体で構成されているため、赤外線、遠赤外線の透過性が良く、内部に侵入した原料(液体原料)も直接加熱できるため、熱効率に優れ、さらに不純物が混入しにくく、耐食性、耐久性に優れたガス発生装置を得ることができる。
Since it is comprised in this way, a raw material is supplied to a heating part upper surface, and is vaporized. In particular, since the heating part is made of porous silica glass having through-holes, the raw material (liquid raw material) that has not vaporized on the upper surface of the heating part penetrates into the heating part. As a result, the raw material comes into contact with the heating area having a large area (the heating area increases), and the vaporization of the raw material is further promoted. And since carrier gas is introduce | transduced from the downward direction position from a heating part, mixing with the vaporized gas is accelerated | stimulated and a uniform mixed gas is obtained.
Furthermore, since the reaction vessel and the heating part are composed of a silica glass body, infrared and far-infrared permeability is good, and the raw material (liquid raw material) that has entered inside can be directly heated, so that it has excellent thermal efficiency and further has impurities. It is possible to obtain a gas generator that is hardly mixed and has excellent corrosion resistance and durability.
ここで、前記ヒータが、加熱部に埋設されていることが望ましい。
このように、ヒータを加熱部に埋設することにより、熱効率をさらに向上させることができる。この場合のヒータは、シリカガラス管中にカーボンワイヤー発熱体が封入されたヒータであることが望ましい。シリカガラス管にカーボンワイヤー発熱体が封入されたヒータである場合には、シリカガラス管で覆っているために、前記した反応容器、加熱部と同様に、不純物が混入しにくく、耐食性、耐久性のあるガス発生装置を得ることができる。
Here, the heater is preferably embedded in the heating unit.
Thus, the thermal efficiency can be further improved by embedding the heater in the heating section. The heater in this case is preferably a heater in which a carbon wire heating element is enclosed in a silica glass tube. In the case of a heater in which a carbon wire heating element is enclosed in a silica glass tube, since it is covered with the silica glass tube, as in the case of the reaction vessel and the heating unit described above, impurities are hardly mixed, corrosion resistance and durability. A gas generating device with
また、前記加熱部の上面が凹状の曲面形状に形成されていることが望ましい。このように、加熱部の上面が凹状の曲面形状に形成されているため、特に固体状の原料をその中央部に集めることができ、安定して、気化させることができる。
尚、前記加熱部が、気孔率50%〜80%、気孔径が0.1mm〜2.5mmの多孔質シリカガラスで構成されていることが、前記加熱部内部に液体原料をより効率的に侵入させ、かつ加熱、気化させる観点から好ましい。
Moreover, it is desirable that the upper surface of the heating unit is formed in a concave curved surface shape. Thus, since the upper surface of the heating part is formed in a concave curved surface shape, particularly solid raw materials can be collected in the central part, and can be stably vaporized.
The heating part is made of porous silica glass having a porosity of 50% to 80% and a pore diameter of 0.1 mm to 2.5 mm, so that the liquid raw material can be more efficiently contained in the heating part. It is preferable from the viewpoint of intrusion, heating and vaporization.
更に、前記原料導入口から加熱部の上面近傍、あるいは加熱部内部まで延びる原料導入パイプが設けられ、原料が加熱部上面近傍あるいは加熱部内部に供給されることが望ましい。このように構成することによって、原料の飛散を防止し、原料をその中央部に集めることができ、安定して、気化させることができる。 Furthermore, it is desirable that a raw material introduction pipe extending from the raw material introduction port to the vicinity of the upper surface of the heating unit or the inside of the heating unit is provided, and the raw material is supplied to the vicinity of the upper surface of the heating unit or the inside of the heating unit. By comprising in this way, scattering of a raw material can be prevented, a raw material can be collected in the center part, and it can be made to vaporize stably.
また、前記反応容器の加熱部より下方向位置に、残存した原料を排出する原料排出口が設けられていることが望ましい。このように構成することにより、気化しなかった原料を反応容器の外に排出することができる。
なお、熱効率を向上のため、前記反応容器の外側、あるいは反応容器の外側に設けられたヒータの外側に、反射部材あるいは断熱部材が設けられていることが好ましい。
Moreover, it is desirable that a raw material discharge port for discharging the remaining raw material is provided at a position below the heating portion of the reaction vessel. By comprising in this way, the raw material which was not vaporized can be discharged | emitted out of a reaction container.
In order to improve thermal efficiency, it is preferable that a reflecting member or a heat insulating member is provided outside the reaction vessel or a heater provided outside the reaction vessel.
本発明によれば、気化しない原料が加熱部上に滞留せず、耐食性、耐久性に優れたガス発生装置を得ることができる。 According to the present invention, a raw material that does not vaporize does not stay on the heating part, and a gas generator excellent in corrosion resistance and durability can be obtained.
本発明の一実施形態について、図1乃至図3に基づいて説明する。なお、図1はガス発生装置の概略構成図、図2は、図1に示した変形例を示すガス発生装置の概略構成図、図3は、図1に示した変形例を示すガス発生装置の概略構成図である。
図1に示すように、このガス発生装置1は、シリカガラスからなる反応容器2と、前記反応容器2の外側に配設されたヒータ3とを備えている。また、このヒータ3の外側には、熱効率向上のため、熱反射板4が設けられている。尚、この熱反射板4の代わりに断熱材を設けても良い。
また、前記反応容器2には、貫通孔を有する多孔質シリカガラスからなる加熱部5が収容されている。この加熱部5は、前記ヒータ3からの熱を受け、原料を加熱し、気化させる機能を有している。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a schematic configuration diagram of the gas generation device, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the gas generation device showing the modification shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a gas generation device showing the modification shown in FIG. FIG.
As shown in FIG. 1, the gas generator 1 includes a reaction vessel 2 made of silica glass, and a
The reaction vessel 2 contains a
前記加熱部5の多孔質シリカガラスとしては、気孔率50%〜80%、気孔径が0.1mm〜2.5mmのものが用いられている。
気孔率50%未満の場合には、前記加熱部5内部への液体原料(特に水の場合)の拡散が十分でなくなる傾向があり、また80%を超えると前記加熱部5内部での液体原料(特に水の場合)の滞留が十分でなくなる傾向がある。
このように、前記加熱部内部に液体原料をより効率的に侵入させ、かつ加熱、気化させる観点から、加熱部の多孔質シリカガラス体としては、気孔率50%〜80%、気孔径が0.1mm〜2.5mmのものが好ましい。
なお、この多孔質シリカガラス体の製造方法は、特に限定されるものではなく、前記した性状を有する多孔質シリカガラスを得ることができる方法であれば良い。
As the porous silica glass of the
When the porosity is less than 50%, there is a tendency that the diffusion of the liquid raw material (especially in the case of water) into the
Thus, from the viewpoint of allowing the liquid raw material to enter the heating unit more efficiently and heating and vaporizing, the porous silica glass body of the heating unit has a porosity of 50% to 80% and a pore size of 0. A thickness of 1 mm to 2.5 mm is preferable.
In addition, the manufacturing method of this porous silica glass body is not specifically limited, What is necessary is just the method which can obtain the porous silica glass which has the above-mentioned property.
また、前記反応容器2における加熱部5より上方向位置に、気化させる原料を内部に導入する原料導入口2aが設けられている。また、前記加熱部5より下方向位置にキャリアガス導入口2bが設けられ、気化したガスと混合するキャリアガスを導入できるように構成されている。更に、気化したガスとキャリアガスとが混合した混合ガスを反応容器2の外部に導出する混合ガス導出口2cが設けられている。更にまた、前記反応容器2の加熱部5より下方向位置に、原料を排出する原料排出口2dが設けられ、気化しなかった原料を反応容器2の外部に排出することができるように構成されている。
尚、図中の符号6は加熱部5の温度を測定する熱電対である。
In addition, a raw
In addition, the code |
次に、このように構成されたガス混合装置の動作、作用について説明する。
まず、ヒータ3により加熱部5を加熱し、所定温度に達した状態で、原料導入口2aから固体あるいは液体の原料を導入する。導入された原料は加熱部5によって加熱され、気化する。このとき、キャリアガスがキャリアガス導入口2bから反応容器2の内部に導入され、加熱部5を通過して気化したガスと混合する。しかも、加熱部5より下方向位置からキャリアガスが導入されるため、気化したガスとの混合が促進され、均一な混合ガスとなり、前記混合ガスは混合ガス導出口2cから導出される。
Next, the operation and action of the gas mixing apparatus configured as described above will be described.
First, the
前記加熱部5が貫通孔を有する多孔質シリカガラスで構成されているため、気化しなかった原料(液体原料)は加熱部5の内部に侵入する。その結果、加熱面積が増加し、原料の気化がより一層促進される。
また、高温に加熱された加熱部5(多孔質シリカガラス)に、低温の液体や固体の原料が落下しても、反応容器(シリカガラス)や加熱部の(多孔質シリカガラス)の熱膨張係数が小さいために、割れ難いという利点がある。
更に、反応容器2、加熱部5がシリカガラスで構成されているため、赤外線、遠赤外線の透過性が良く、内部に侵入した原料(液体原料)を直接加熱でき、しかも、不純物が混入しにくく、耐食性、耐久性に優れている。
Since the
In addition, even if a low-temperature liquid or solid raw material falls on the heating unit 5 (porous silica glass) heated to a high temperature, the thermal expansion of the reaction vessel (silica glass) or the heating unit (porous silica glass) Since the coefficient is small, there is an advantage that it is difficult to break.
Furthermore, since the reaction vessel 2 and the
また、図2に示すように、前記加熱部5の上面5aを凹状の曲面形状に形成し、原料導入口2aから加熱部5の上面5aの近傍まで延びる原料導入パイプ8を設け、前記原料を加熱部5の上面5aの近傍に供給できるように構成しても良い。
このように、加熱部5の上面5aが凹状の曲面形状に形成されている場合には、固体の原料を無秩序に散乱することなく、その中央部に集めることができ、より安定して気化させることができる。また、原料導入パイプ8の先端部が、加熱部5の上面5aの近傍に位置しているため、液体原料の飛散を抑制でき、さらに安定して気化させることができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
Thus, when the
また、図3に示すように、加熱部5に凹部5bを形成し、原料導入パイプ8の先端部を加熱部の内部に挿入しても良い。このように構成することにより、気化させたい液体原料や固体原料を効率よく、一箇所に投入することができ、前記した場合と同様に、安定して、気化させることができる。
尚、前記凹部5bの径は、原料導入パイプ8径の110〜150%に形成され、前記原料導入パイプ8の先端部を凹部5bの略中間に位置するように挿入するのが好ましい。この場合、気化する量と投入量の調整により、凹部5bと原料導入パイプ8との間に空隙が、常に存在するように液体や固体を投入することが望ましい。
Moreover, as shown in FIG. 3, the recessed
The diameter of the
また、前記加熱部5の上面5aを凹状の曲面形状に形成した場合、また原料導入パイプ8を原料導入口2aから加熱部5の上面5aの近傍、あるいは加熱部内部にまで延設した場合には、原料を加熱部5の中央部で溶融、気化させることにより、キャリアガスを加熱部(多孔質シリカガラス)の外周辺部から安定的に通気させることができる。その結果、混合ガスを安定的に得ることができる。
Further, when the
次に、本発明にかかる第二の実施形態について、図4乃至図7に基づいて説明する。なお、この実施形態にあっては、ヒータを加熱部に埋設した点に特徴があり、他の構成は図1に示した構成と同等であるため、その詳細な説明は省略する。
即ち、第一の実施形態にあっては、反応容器2の外側からヒータ3によって加熱部5(多孔質シリカガラス)を加熱するため、加熱部5(多孔質シリカガラス)が所定温度まで昇温するのに時間を要するものであった。また、ヒータ3からの赤外光・遠赤外光が、直接に原料である液体や固体に照射されても、昇温が遅い加熱部5(多孔質シリカガラス)との接触部において昇温が妨げられ、気化ガスが発生するまでに時間を要した。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized in that the heater is embedded in the heating section, and the other configuration is the same as the configuration shown in FIG.
That is, in the first embodiment, since the heating unit 5 (porous silica glass) is heated from the outside of the reaction vessel 2 by the
そのため、この第二の実施形態では、ヒータ10を加熱部5(多孔質シリカガラス)に埋設する構成を採用し、気化させたい原料である液体や固体を急速昇温させることを可能にした。尚、この第2の実施形態にあっては、ヒータ10が加熱部5に埋設されているため、第一の実施形態に比べて、加熱効率をより向上させることもできる。
Therefore, in the second embodiment, a configuration in which the
具体的には、図4に示すように、このヒータ10は、シリカガラス管11中にカーボンワイヤー発熱体12が封入されたヒータであり、その外観形状はM字状に形成されている。そして、ヒータの一部が前記加熱部5の内部に埋設されている。なお、ヒータの外観形状は、M字状に限定されるものではなく、任意の形状を採用できるが、加熱部5との接触面積を増加させる形状であることが、急速昇温させる点から好ましい。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
また、前記ヒータ10は、シリカガラス管11にカーボンワイヤー発熱体12が封入されたヒータであるため、不純物が混入しにくく、耐食性、耐久性を備えている。また、前記カーボンワイヤー発熱体12は、封止端子部13において、電力を供給する外側接続線14と接続されている。
Moreover, since the
更に、このカーボンワイヤー発熱体12について図5に基づいて説明すると、図5に示すように、前記カーボンワイヤー発熱体12は、カーボン繊維を束ねた繊維束を複数本編み上げてなる編紐または組紐から構成されている。カーボンワイヤー発熱体12としては、直径5乃至15μm程度のカーボン単繊維、例えば直径7μmのカーボン単繊維を約800乃至3500本程度束ねた繊維束を10束程度用いて直径1.0〜2.5mmの編紐、あるいは組紐形状に編み込んだものが好適である。
Further, the carbon
また、このカーボンワイヤー発熱体12の編み込みスパンは、2乃至5mm程度が好ましく、更に、カーボンワイヤー発熱体12表面におけるカーボン単繊維の毛羽立ち12aは長さ0.5乃至2.5mm程度である。
このように、カーボン単繊維の毛羽立ち12aが形成され、実質的にこの毛羽立ち12aによってガラス部材と接触するため、カーボンワイヤー発熱体21の本体部分との接触面積を少なくでき、シリカ(SiO2 )とカーボン(C)との反応を最小限にし、耐久性を向上させることができる。
Further, the braiding span of the carbon
In this way, the
また、発熱性状の均質性、耐久安定性等の観点及びダスト発生回避上の観点から、カーボンワイヤー発熱体12を構成するカーボン単繊維は、高純度であることが好ましく、カーボン単繊維中に含まれる不純物量が灰分(JIS R 7223−1979)として10ppm以下、特に、3ppm以下であることが好ましい。
なお、カーボンワイヤー発熱体21の固有抵抗値は、1000℃で、2〜20Ω/mであることが好ましい。抵抗が2〜20Ω/mであるために電流を5A〜15Aとし、電圧を100V程度とすることができる。このため電流が小さく抑えられ、ピンチングシールされた封止端子部に負担をかけないですむ。更に、電圧を100V以下にすることで、電源装置をコンパクトにできる。
Further, from the viewpoint of exothermic property uniformity, durability stability and the like, and from the viewpoint of avoiding dust generation, the carbon single fiber constituting the carbon
The specific resistance value of the carbon wire heating element 21 is preferably 2 to 20 Ω / m at 1000 ° C. Since the resistance is 2 to 20Ω / m, the current can be 5A to 15A and the voltage can be about 100V. For this reason, the current is kept small, and it is not necessary to put a burden on the pinned seal terminal. Furthermore, a power supply device can be made compact by making a voltage into 100V or less.
このようなカーボンワイヤー発熱体12が用いられるのは、例えば従来の金属ヒータに比べて、熱容量が低いため急速昇降温させることができるからである。特に、加熱部5がガラス体で構成されているため、急速昇降温が可能である。また、カーボンワイヤー発熱体12の抵抗は金属ヒータと異なり常温で高く、高温になると低くなる傾向がある。その結果、急速昇温した際にも過電流が流れることがなく、ヒューズが切れる等の事故を防止できる。更に、カーボンワイヤー発熱体12はカーボン単繊維を組み上げたものであるため切断され難く、数本切れても抵抗値に変化がないため、ガス発生装置のヒータとしては好適である。
The reason why such a carbon
次に、ヒータ10の封止端子部13について、図6、7に基づいて説明する。なお、図6は封止端子部13の先端部分を示し、図7は封止端子部13の後端部分を示している。
図6、7に示すように、前記封止端子部13は、カーボンワイヤー発熱体12の端部を収容するガラス管16と、前記ガラス管16に圧縮されて収容され、前記カーボンワイヤー発熱体12の端部を挟持するワイヤーカーボン部材15とを備えている。このガラス管16はガラス管11の内部に収納されている。
なお、カーボンワイヤー発熱体12の端部を挟持するワイヤーカーボン部材15は、カーボンワイヤー発熱体12と同質のものが用いられ、前記したカーボンワイヤー発熱体12を2乃至4の複数本まとめて束にし、更にこの束を三束用いてワイヤーカーボン部材15としている。
Next, the sealing
As shown in FIGS. 6 and 7, the sealing
In addition, the
また、封止端子部13の後端部分は、前記ガラス管16に端部が収容され、圧縮されたワイヤーカーボン部材15に挟持された電力供給用のMo(モリブデン)からなる内側接続線17と、前記内側接続線17と電気的に接続されるMo(モリブデン)箔18と、このMo(モリブデン)箔18に電気的に接続されるMo(モリブデン)からなる外側接続線14とを備えている。そして、Mo(モリブデン)箔18は前記ガラス管11に対していわゆるピンチングシールされている。
The rear end portion of the sealing
このように後端部分がピンチングシールされるため、前記シリカガラス管11は密閉される。なお、シリカガラス管11の内部には窒素ガスが充填され、カーボンワイヤー発熱体12等の酸化を抑制している。
また、このヒータ10にあっては、シリカガラス管11で覆っているために、前記した反応容器2、加熱部5と同様に、不純物が混入しにくく、耐食性、耐久性に優れている。
更に、前記したようにヒータ10が加熱部5に埋設されているため、加熱部(多孔質シリカガラス)が所定温度まで、短時間で昇温させることができる。また、ヒータ10からの赤外光・遠赤外光が、直接に原料である液体や固体に照射することができ、急速昇温ができ、気化ガスが短時間で発生させることができる。
Since the rear end portion is pinched and sealed, the silica glass tube 11 is sealed. The silica glass tube 11 is filled with nitrogen gas to suppress oxidation of the carbon
In addition, since the
Furthermore, since the
図1に示した反応容器2(容器外形φ30mm、肉厚1.5mm)を製作し、更に熱電対6を下部より加熱部5の中心まで届くように、シリカガラスからなる原料導入パイプ8を設置した。またヒータ効率を向上させるために、ヒータ3の外側にCr/Tin/TiO2を蒸着したシリカ円筒(反射板4)を配置し、ヒータ3より反応容器2の外へ逃げる熱ロスを抑制した。反応容器2には、下部にキャリアガス導入管1bを配置し、キャリアガスは加熱部5の貫通孔を通過して、混合ガス導出口2cより反応容器2の外部に気化されたガスと共に導出した。また、反応容器2の下部に、残存した原料等を貯留する空間を設け、さらにその液体を抜き取ることができるように原料排出口2d及び弁7を設置した。
1 is manufactured, and a raw
そして、6%、15%、30%の過酸化水素水を原料導入口1cより毎分0.1、0.5、1リットルを加熱部5(多孔質シリカガラス)上に滴下した。そのときの熱電対制御温度を150℃とした。また、キャリアガスとして、空気を毎分5リットル導入した。
その結果、どの場合においても、空気と過酸化水素水の混合ガスを円滑に導出することができ、容器下部へ過酸化水素水が溜まることはなかった。
Then, 0.1%, 0.5%, and 1 liter per minute of 6%, 15%, and 30% hydrogen peroxide water were dropped onto the heating unit 5 (porous silica glass) from the raw material inlet 1c. The thermocouple control temperature at that time was 150 ° C. In addition, 5 liters of air was introduced per minute as a carrier gas.
As a result, in any case, the mixed gas of air and hydrogen peroxide water could be smoothly derived, and the hydrogen peroxide solution did not accumulate in the lower part of the container.
実施例1の装置を用い、熱電対温度が300℃になるように制御し、原料導入口1aより毎分10gの尿素粉末を落下させた。また、この時、粉末を導入するにあたり、混合ガスが原料導入口1aへ逆流しないように粉体ストッカーを密閉容器とした。また、下部よりキャリアガスとして、窒素ガスを毎分5リットルで導入した。
その結果、粉末の尿素は加熱部5(多孔質シリカガラス)表面で液化し、加熱部5(多孔質シリカガラス)へ拡散しながら侵入し、円滑に分解、気化し、キャリアガスと共に混合ガスとなって、混合ガス導入口2cから導出することができた。
Using the apparatus of Example 1, the thermocouple temperature was controlled to be 300 ° C., and 10 g of urea powder was dropped from the raw material inlet 1a per minute. At this time, when introducing the powder, the powder stocker was used as a sealed container so that the mixed gas did not flow backward to the raw material inlet 1a. Further, nitrogen gas was introduced at a rate of 5 liters per minute as a carrier gas from the lower part.
As a result, the powdered urea liquefies on the surface of the heating unit 5 (porous silica glass), penetrates into the heating unit 5 (porous silica glass) while diffusing, smoothly decomposes and vaporizes, and mixes with the carrier gas and the mixed gas. Thus, it could be derived from the
実施例1の加熱部5の上面にR=30mmの球面加工を施した。それ以外は、実施例1の装置と同一構成とした。この装置を用い、熱電対温度が300℃になるように制御し、原料導入口2aより毎分10gの尿素粒(粒径1mm)を落下させた。また、この時、尿素粒を導入するにあたり、混合ガスが原料導入口2aへ逆流しないように粒体ストッカーを密閉容器とした。また、下部よりキャリアガスとして、窒素ガスを毎分5リットルで導入した。
その結果、尿素粒は、加熱部5(多孔質シリカガラス)表面で飛散することなく、中央部に集中して液化し、加熱部5(多孔質シリカガラス)内部へ広がりながら侵入し、円滑に分解、気化し、キャリアガスと共に混合ガスとなって、混合ガス導出口2cより外部に導出された。
The upper surface of the
As a result, the urea particles do not scatter on the surface of the heating unit 5 (porous silica glass), but concentrate and liquefy at the center, and penetrate into the heating unit 5 (porous silica glass) while spreading. The gas was decomposed and vaporized, became a mixed gas together with the carrier gas, and was led out from the
尚、加熱部5の上面が平坦な場合には、キャリアガスの通気量(フロート式流量計)が設定値毎分5リットルに対し、4.6〜5.1リットル毎分と乱れたが、この実施例の場合のようにR=30mmの球面加工が施された加熱部の場合、4.9〜5.0リットル毎分と略一定であった。
In addition, when the upper surface of the
図4に示した反応容器(容器外形φ100mm、肉厚1.5mm)を製作し、更に熱電対を側面より加熱部の中心まで届くように設置した。また、カーボンワイヤーヒータ10を加熱部5に埋設した。それ以外は、実施例1に示したガス混合装置と同一の構成とした。
そして、6%、15%、30%の過酸化水素水を原料導入口2aより毎分0.1、0.5、1リットルを加熱部に滴下した。そのときの熱電対制御温度を150℃とした。また、キャリアガスとして、空気を毎分5リットル導入した。
その結果、どの場合においても,空気と過酸化水素水の混合ガスを円滑に導出でき、容器下部に過酸化水素水が溜まることはなかった。
さらに、実施例1と比較し、安定した気化ガスが発生するまでの時間が、前記実施例1では1分間要したのに対し、15秒で安定した混合ガスを導出することができた。
The reaction container (container outer diameter: 100 mm, wall thickness: 1.5 mm) shown in FIG. 4 was manufactured, and a thermocouple was installed so as to reach the center of the heating unit from the side surface. A
Then, 6%, 15%, and 30% hydrogen peroxide water was dropped from the
As a result, in any case, the mixed gas of air and hydrogen peroxide water could be smoothly derived, and the hydrogen peroxide solution did not accumulate in the lower part of the container.
Furthermore, compared to Example 1, the time required for stable vaporization gas generation was 1 minute in Example 1, whereas a stable mixed gas could be derived in 15 seconds.
実施例4の装置を用い、熱電対温度が300℃になるように制御し、原料導入口2aより毎分10gの尿素粉末を落下させた。また、この時、粉末を導入するにあたり、混合ガスが原料導入口2aへ逆流しないように、粉体ストッカーを密閉容器とした。また、下部よりキャリアガスとして、窒素ガスを毎分5リットルで導入した。
その結果、実施例1の装置にあっては、混合ガスが安定して発生するまで3分間要したのに対し、この実施例4の装置にあっては20秒で安定させることができた。
Using the apparatus of Example 4, the thermocouple temperature was controlled to be 300 ° C., and 10 g of urea powder was dropped from the
As a result, in the apparatus of Example 1, it took 3 minutes until the mixed gas was stably generated, whereas in the apparatus of Example 4, it was stabilized in 20 seconds.
このガス発生装置は、前記したように過酸化水素水を気化し、活性酸素を発生させ、殺菌消毒装置などに使用できる。また、尿素固体を溶融・気化させ、キャリアガスと共に混合ガスを発生させることができ、内燃機関の排気浄化装置等に使用できる。このように、このガス発生装置は各種分野において広く用いることができる。 As described above, this gas generator vaporizes the hydrogen peroxide solution to generate active oxygen, and can be used for a sterilizer or the like. Further, urea solids can be melted and vaporized to generate a mixed gas together with a carrier gas, which can be used for an exhaust purification device of an internal combustion engine. Thus, this gas generator can be widely used in various fields.
1 ガス発生装置
2 反応容器
2a 原料導入口
2b キャリアガス導入口
2c 混合ガス導出口
2d 原料排出口
3 ヒータ
4 熱反射板
5 加熱部
5a 上面
5b 凹部
6 熱電対
7 弁
8 原料導入パイプ
10 ヒータ(カーボンワイヤーヒータ)
11 シリカガラス管
12 カーボンワイヤー発熱体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas generator 2
11
Claims (8)
を備えることを特徴とするガス発生装置。 A reaction vessel made of silica glass, a heater disposed outside or inside the reaction vessel, and a porous hole having a through hole that is contained in the reaction vessel and heats the raw material by receiving heat from the heater A heating part made of porous silica glass, a raw material inlet for introducing a raw material to be vaporized into a reaction vessel provided at an upper position than the heating part, and a carrier gas provided at a lower position than the heating part. A gas generator comprising: a carrier gas introduction port for introducing into a reaction vessel; and a mixed gas outlet for deriving a mixed gas obtained by mixing vaporized gas and carrier gas to the outside of the reaction vessel.
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