JP3132756U - 気体放電管用硝子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】オゾン発生、気体中の有害物質の除去等に用いられる気体放電管用の硝子部品であって、いずれの部分にも電気伝導性皮膜を被覆せず、硝子部と他の部分を容易に解体できて硝子部をリサイクル可能な硝子部品を提供する。
【解決手段】外側硝子管１と中間硝子管２の間の間隙１４に導電性物質６を満たして、且つ内側硝子管３の内部に導電性物質１０を満たして、双方の導電性物質の間に交流高電圧を負荷し、内側硝子管と中間硝子管の間の間隙に交流高電界を形成し、気体放電を発生させる硝子３重管構造の部品。
【選択図】図４

Description

本考案は、オゾンの発生、気体中有害物質の分解等に用いられる気体放電管を構成する硝子部品の構造に関するものである。

空気など酸素を含む気体中で気体放電するとオゾンが発生する。また有害物質と酸素を含む気体中で放電すると有害物質が酸化して無害化することが出来る。

この原理を利用してオゾン発生または気体中の有害物質の除去等を行うために気体放電管が用いられている。特に金属管、セラミック管、硝子管等を同心状に組み合わせて構成された各種の気体放電管が実用化されている。

例えばステンレス管の内側に内面を電気伝導性物質で被覆した硝子管を配置した放電管がオゾン発生用として実用されている。このような放電管を使用する場合にはステンレス管と硝子管の間に空気もしくは酸素を流し、ステンレス管と硝子管の内面の電気伝導性物質の間に電圧実効値５〜１０ｋＶ、周波数５０〜５０００Ｈｚ程度の交流高電圧を負荷してオゾン発生用気体中に放電を生ぜしめてオゾンを発生させる。

特に硝子２重管構造の放電管も実用化されている。このような放電管の構造例はたとえば特開平０６−０４８７０７に記載されている。この放電管の構造は中心軸を共有する２本の石英管の内側管の内面に電気伝導性物質を被覆したものである。このような構造の放電管を使用する場合には外側管の外面を水冷し、外側管と内側管の間に空気もしくは酸素を流し、外側管の外面の水冷部と内側管の電気伝導性物質との間に電圧実効値８〜１５ｋＶ、周波数１０００〜２００００Ｈｚ程度の交流高電圧を負荷し、外側管の外面を水冷して接地電位に保持する構造である。

ところでこのような従来のステンレスと硝子の２重管構造あるいは硝子２重管構造の放電管は電気伝導性皮膜で硝子管の一部を被覆するものであり、廃却時には産業廃棄物として処理されるのが通例であり、環境上の問題を有する。

特開平０６−０４８７０７号公報

本考案はオゾン発生、気体中の有害物質の除去等に用いられる気体放電管用の硝子部品であって、いづれの部分にも電気伝導性皮膜を被覆せず、硝子部と他の部分を容易に解体できて硝子部をリサイクル可能な硝子部品を提供することを課題とする。

本考案は上記の課題を解決するために、硝子３重管構造の部品を採用する。

放電空隙に強電解を形成するための電極としてはその硝子部品に充填された導電性物質を用いる。
すなわち外側硝子管（１）と中間硝子管（２）の間の間隙（１４）に導電性物質（６）を満たして、且つ内側硝子管（３）の内部に導電性物質（１０）を満たして、双方の導電性物質の間に交流高電圧を負荷し、内側硝子管と中間硝子管の間の間隙に交流高電界を形成し、気体放電を発生させる。

ここで導電性物質としては導電性液体もしくは導電性粉末のように硝子管の間隙に容易に導入し、また容易に排出できるものを用いる。

本考案によりどの部分にも導電性皮膜を被覆せず、容易に解体して硝子部をリサイクル使用可能な気体放電管用硝子部品が実現した。

本考案の実施の形態を図１〜図８により説明する。
構造：図１、図２、図３、図４はそれぞれ本考案の請求項１、２、３、４に記載する気体放電管用硝子部品の形態の例である。これらの形態をそれぞれ形態１、形態２、形態３、形態４とする。
これらの形態の共通した点は中心軸を共有して配置された３本の硝子管（１、２、３：以下外側より第１硝子管、第２硝子管、第３硝子管と称す）を備え、それらと複数の枝管が相互に溶接されて構成されていることである。
各形態の相違点は以下である。

形態１：図１に示すように第１硝子管（１）は第２石英管（２）に両端部（４ａ、４ｂ）において全周溶接され、側面に１本の枝管（６）が全周溶接されている。
第２石英管は第３石英管（３）に片端部（５）で全周溶接され、両端に枝管（８、９）が全周溶接されている。
第３石英管は一端に枝管（７）が全周溶接され、他端が封じられている。

形態２：図２に示すように第１硝子管（１）は第２石英管（２）に両端部（４ａ、４ｂ）において全周溶接され、側面に１本の枝管（６）が全周溶接されている。
第２石英管は第３石英管（３）に両端部（５ａ、５ｂ）で全周溶接され、両端に枝管（８、９）が全周溶接されている。
第３石英管は一端に枝管（７）が全周溶接され、他端が封じられている。

形態３：図３に示すように第１硝子管（１）は第２石英管（２）に両端部（４ａ、４ｂ）において全周溶接され、側面の両端に２本の枝管（６ａ、６ｂ）が全周溶接されている。
第２石英管は第３石英管（３）に両端部（５ａ、５ｂ）で全周溶接され、両端の近傍で枝管（８、９）が全周溶接されている。
第３石英管は両端が封じられ、両端の近傍に枝管（７ａ、７ｂ）が全周溶接されている。

形態４：図４に示すように形態３の構造体の外部に中心軸を平行に第４の両端が密封された硝子管（１０）が配置され、両端部において形態３の構造体における第３硝子管と両端部において接続されている。
本形態において第４硝子管を備える目的は後述の使用方法に述べる作用により放電管の冷却効果を高めることである。

使用方法：図５、図６、図７、図８はそれぞれ本考案の請求項１、２、３、４に記載する気体放電管用硝子部品の形態すなわち形態１、形態２、形態３、形態４の使用方法の例である。
いずれの形態においても使用する場合には第１硝子管と第２硝子管の間隙部および第３石英管の内部に電気伝導性物質を導入し、双方の電気伝導性液体の間に交流高電圧を負荷し、第２硝子管と第３硝子管の間の間隙部に気体を流通させて、その間隙部に気体放電を起こさせる。
電気伝導性物質としては水道水、塩水などの導電性液体もしくは金属粉末等の導電性粉体を用いる。
次に各形態に関して、使用方法の例を掲げて説明する。

形態１：図５に示すように第１硝子管（１）と第２硝子管（２）の間及び第３硝子管の内部に導電性物質（１３、１４：導電性流体もしくは導電性粉末）を満たし、各導電性物質の内部に金属線（１５、１６）を導入する。
気体を第２硝子管の一端の枝管（８）より導入し、他端の枝管（９）より排出する。
ついで前記金属線（１５、１６）の間に交流高電圧電源（１７）により発生させた交流高電圧を負荷し、第２硝子管と第３硝子管の間の間隙部に気体放電を発生させる。

形態２：図６に示すように第１硝子管（１）と第２硝子管（２）の間及び第３硝子管の内部に導電性物質（１３、１４）を満たし、各導電性物質の内部に金属線（１５、１６）を導入する。
気体を第２硝子管の一端の枝管（８）より導入し、他端の枝管（９）より排出する。
ついで前記金属線（１５、１６）の間に交流高電圧電源（１７）により発生させた交流高電圧を負荷し、第２硝子管と第３硝子管の間の間隙部に気体放電を発生させる。

形態３：図７に示すように第１硝子管（１）と第２硝子管（２）の間及び第３硝子管の内部に導電性物質（１３、１４）を満たし、各導電性物質の内部に金属線（１５、１６）を導入する。
気体を第２硝子管の一端の枝管（８）より導入し、他端の枝管（９）より排出する。
ついで前記金属線（１５、１６）の間に交流高電圧電源（１７）により発生させた交流高電圧を負荷し、第２硝子管と第３硝子管の間の間隙部に気体放電を発生させる。

形態４：図７に示すように第１硝子管（１）と第２硝子管（２）の間導電性物質（１８）を満たし、第３硝子管及び第４硝子管の内部に導電性流体（１９）を満たし、それらの導電性物質及び導電性流体の内部に金属線（１５、１６）を導入する。
気体を第２硝子管の一端の枝管（８）より導入し、他端の枝管（９）より排出する。
ついで前記金属線（１５、１６）の間に交流高電圧電源（１７）により発生させた交流高電圧を負荷し、第２硝子管と第３硝子管の間の間隙部に気体放電を発生させる。
なお、本形態においては放電管の使用中において第４硝子管内の導電性流体は熱対流により第３硝子管内の導電性流体と入れ替わり放電管の冷却効果が生じる。

本考案による放電管はオゾン発生器、気体中の有害物質除去、空気浄化器等に応用可能である。特に使用後においても構成部品が硝子のみの部分、金属のみの部分及び導電性物質の部分に分離回収が可能であり、産業廃棄物の発生を著しく軽減する。

形態１（請求項１に関る形態）の気体放電管用硝子部品の構造例を示す。 形態２（請求項２に関る形態）の気体放電管用硝子部品の構造例を示す。 形態３（請求項３に関る形態）の気体放電管用硝子部品の構造例を示す。 形態４（請求項１に関る形態）の気体放電管用硝子部品の構造例を示す。 形態１（請求項１に関る形態）の気体放電管用硝子部品の使用方法を示す。 形態２（請求項２に関る形態）の気体放電管用硝子部品の使用方法を示す。 形態３（請求項３に関る形態）の気体放電管用硝子部品の使用方法を示す。 形態４（請求項１に関る形態）の気体放電管用硝子部品の使用方法を示す。

符号の説明

１ 第１硝子管（外側硝子管）
２ 第２硝子管（中間硝子管）
３ 第３硝子管（内側硝子管）
４ａ 硝子管溶接部
４ｂ 硝子管溶接部
５ 硝子管溶接部
５ａ 硝子管溶接部
５ｂ 硝子管溶接部
６ 枝管
６ａ 枝管
６ｂ 枝管
７ 枝管
７ａ 枝管
７ｂ 枝管
８ 枝管
９ 枝管
１０ 硝子管
１１ 硝子管
１３ 導電性流体もしくは導電性粉末
１４ 導電性流体もしくは導電性粉末
１５ 金属線
１６ 金属線
１７ 交流高電圧電源
１８ 導電性流体もしくは導電性粉末
１９ 導電性流体

Claims (4)

1. 交流高電圧を負荷して気体放電を発生させる放電管の部品であって次の（Ａ）〜（Ｆ）の構造を兼ね備え、且つ使用に当たっては（Ｇ）の方法を用いる硝子製部品。
   （Ａ）中心軸を共有して配置された３本の硝子管（１、２、３：以下外側より第１硝子管、第２硝子管、第３硝子管と称す）を備える。
   （Ｂ）第１硝子管は両端部（４ａ、４ｂ)において第２硝子管の表面に全周溶接されている。
   （Ｃ）第２硝子管は片端部（５）において第３硝子管の表面に全周溶接されている。
   （Ｄ）第１硝子管に１本の硝子製の枝管（６）が全周溶接されている。
   （Ｅ）第２硝子管は両端部の近傍に硝子製の枝管（８、９）が全周溶接されている。
   （Ｆ）第３硝子管は前記（Ｃ）の第２石英管との溶接部側端部に１本の硝子製の枝管（７）が全周溶接されており、その反対の端部が封じられている。
   （Ｇ）前記（Ｄ）の枝管（６）を通じて第１硝子管と第２硝子管の間に導電性流体、導電性粉末等流動性のある導電性物質を導入し、前記（Ｆ）の枝管（７）を通じて第３硝子管の内部に導電性流体、導電性粉末等流動性のある導電性物質を導入し、それら導電性物質の間に高電圧を負荷すると共に、前記第２硝子管と第３硝子管の間に前記（Ｅ）の枝管を通じて気体を導入し、第２硝子管と第３硝子管の間隙部に気体放電を発生させる。
2. 交流高電圧を負荷して気体放電を発生させる放電管の部品であって次の（Ａ）〜（Ｆ）の構造を兼ね備え、且つ使用に当たっては（Ｇ）の方法を用いる硝子製部品。
   （Ａ）中心軸を共有して配置された３本の硝子管（１、２、３：以下外側より第１硝子管、第２硝子管、第３硝子管と称す）を備える。
   （Ｂ）第１硝子管は両端部（４ａ、４ｂ)において第２硝子管の表面に全周溶接されている。
   （Ｃ）第２硝子管は両端部（５ａ、５ｂ）において第３硝子管の表面に全周溶接されている。
   （Ｄ）第１硝子管に１本の硝子製の枝管（６）が全周溶接されている。
   （Ｅ）第２硝子管は両端部の近傍に硝子製の枝管（８、９）が全周溶接されている。
   （Ｆ）第３硝子管は片端に１本の硝子製の枝管（７）が全周溶接されていて、他の端部は封じられている。
   （Ｇ）前記（Ｄ）の枝管（６）を通じて第１硝子管と第２硝子管の間に導電性流体、導電性粉末等流動性のある導電性物質を導入し、前記（Ｆ）の枝管（７）を通じて第３硝子管の内部に導電性流体、導電性粉末等流動性のある導電性物質を導入し、それら導電性物質の間に高電圧を負荷すると共に、前記第２硝子管と第３硝子管の間に前記（Ｅ）の枝管（８、９）により気体を導入、排出し、第２硝子管と第３硝子管の間隙部に気体放電を発生させる。
3. 交流高電圧を負荷して気体放電を発生させる放電管の部品であって次の（Ａ）〜（Ｆ）の構造を兼ね備え、且つ使用に当たっては（Ｇ）の方法を用いる硝子製部品。
   （Ａ）中心軸を共有して配置された３本の硝子管（１、２、３：以下外側より第１硝子管、第２硝子管、第３硝子管と称す）を備える。
   （Ｂ）第１硝子管は両端部（４ａ、４ｂ)において第２硝子管の表面に全周溶接されている。
   （Ｃ）第２硝子管は両端部（５ａ、５ｂ）において第３硝子管の表面に全周溶接されている。
   （Ｄ）第１硝子管は両端部の近傍に硝子製の枝管（６ａ、６ｂ）が全周溶接されている。
   （Ｅ）第２硝子管は両端部の近傍に硝子製の枝管（８、９）が全周溶接されている。
   （Ｆ）第３硝子管は両端部が封じられていて、両端部の近傍に硝子製の枝管（７ａ、７ｂ）が全周溶接されている。
   （Ｇ）前記（Ｄ）の枝管（６ａ、６ｂ）を通じて第１硝子管と第２硝子管の間に導電性流体、導電性粉末等流動性のある導電性物質を導入し、前記（Ｆ）の枝管（７ａ、７ｂ）を通じて第３硝子管の内部に導電性流体、導電性粉末等流動性のある導電性物質を導入し、それら導電性物質の間に高電圧を負荷すると共に、前記第２硝子管と第３硝子管の間に前記（Ｅ）の枝管（８、９）により気体を導入、排出し、第２硝子管と第３硝子管の間隙部に気体放電を発生させる。
4. 交流高電圧を負荷して気体放電を発生させる放電管の部品であって次の（Ａ）〜（Ｇ）の構造を兼ね備え、且つ使用に当たっては（Ｈ）の方法を用いる硝子製部品。
   （Ａ）中心軸を共有して配置された３本の硝子管（１、２、３：以下外側より第１硝子管、第２硝子管、第３硝子管と称す）及びそれら３本の硝子管と軸を平行にして配置された１本の硝子管（１０：以下第４硝子管と称す）を備える。
   （Ｂ）第１硝子管は両端部（４ａ、４ｂ)において第２硝子管の表面に全周溶接されている。
   （Ｃ）第２硝子管は両端部（５ａ、５ｂ）において第３硝子管の表面に全周溶接されている。
   （Ｄ）第１硝子管は両端部の近傍に硝子製の枝管（６ａ、６ｂ）が全周溶接されている。
   （Ｅ）第２硝子管は両端部の近傍に硝子製の枝管（８、９）が全周溶接されている。
   （Ｆ）第３硝子管は両端部が封じられていて、両端部の近傍に硝子製の枝管（７ａ、７ｂ）が全周溶接されている。
   （Ｇ）第４硝子管は両端部のが封じられていて、両端部（１１、１２）において第１硝子管と硝子短管を介して接続されている。
   （Ｇ）前記（Ｄ）の枝管（６ａ、６ｂ）を通じて第１硝子管と第２硝子管の間に導電性流体、導電性粉末等流動性のある導電性物質を導入し、前記（Ｆ）の枝管（７ａ、７ｂ）を通じて第３硝子管の内部及び第４硝子管の内部に導電性流体を導入し、それら導電性物質、導電性流体の間に高電圧を負荷すると共に、前記第２硝子管と第３硝子管の間に前記（Ｅ）の枝管（８、９）により気体を導入、排出し、第２硝子管と第３硝子管の間隙部に気体放電を発生させる。

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