JP2005218997A - ガス発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 シリカガラスからなる反応容器2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3と、前記反応容器は、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5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2a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導入口2b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2cとを備えている。
【選択図】 図1
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図6、7に示すように、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15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16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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (8)
- 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するガス発生装置。 - 前記ヒータが加熱部に埋設されていることを特徴とする請求項1に記載されたガス発生装置。
- 前記ヒータが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を特徴とする請求項2に記載されたガス発生装置。
- 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を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載されたガス発生装置。
- 前記加熱部が、気孔率50%〜80%、気孔径0.1mm〜2.5mmの多孔質シリカガラスで構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載されたガス発生装置。
- 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を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載されたガス発生装置。
- 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を特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載されたガス発生装置。
- 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を特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載されたガス発生装置。
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JP2008086851A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Casio Comput Co Ltd | 気化装置及びその駆動制御方法 |
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