超音波システム研究所

超音波の新しい利用に関するブログです

超音波実験 Ultrasonic experiment <超音波システム研究所 ultrasonic-labo>

2017-07-06 16:08:20 | 超音波システム研究所2011

<脱気・マイクロバブル発生液循環システム>

超音波液循環技術の説明

1)超音波専用水槽(オリジナル製造方法)を使用しています
2)水槽の設置は
  1:専用部材を使用
  2:固有振動と超音波周波数・出力の最適化を行っています
3)超音波振動子は専用部材を利用して設置しています
  (専用部材により、定在波、キャビテーション、音響流の
   利用状態を制限できます)
4)脱気・マイクロバブル発生装置を使用します
   (標準的な、溶存酸素濃度は5-6mg/l)
5)水槽と超音波振動子は表面改質を行っています

上記の設定とマイクロバブルの拡散性により
均一な洗浄液の状態が実現します

均一な液中を超音波が伝搬することで
安定した超音波の状態が発生します

この状態から
目的の超音波の効果(伝搬状態)を実現するために
液循環制御を行います
(水槽内全体に均一な音圧分布を実現して、
超音波、脱気装置、液循環ポンプ、・・の運転制御がノウハウです)

目的の超音波状態は音圧測定解析で行います

ポイントは
適切な超音波(周波数・出力)と液循環のバランスです
液循環の適切な流量・流速と超音波キャビテーションの設定により
超音波による音響流・加速度効果の状態をコントロールします

脱気・マイクロバブルの効果で
均一に広がる超音波の伝搬状態を利用します

液循環により、以下の自動対応が実現しています

溶存気体は、水槽内に分布を発生させ
レンズ効果・・・の組み合わせにより、超音波が減衰します

もうひとつは
適切な液循環による効率の良い超音波照射時は、
大量の空気・・が水槽内に取り入れられても
大きな気泡となって、水槽の液面から出ていきます

しかし、超音波照射を行っていない状態で
オーバーフロー・・により
液面から空気を取り込み続けると、超音波は大きく減衰します。

この空気を入れる操作は必要です
多数の研究報告・・がありますが
液循環の無い水槽で、長時間超音波照射を行い続け
溶存気体の濃度が低下すると
音圧も低下して、キャビテーションの効果も小さくなります
(説明としては、キャビテーション核の必要性が空気を入れる理由です
液面が脱脂油や洗剤の泡・・・で覆われた場合も空気が遮断され
同様な現象になります)

さらに、
超音波照射により、脱気は行われ
溶存気体の濃度は低下して、分布が発生します
単純な液循環では、この濃度分布は解消できません

この濃度分布の解決がマイクロバブルの効果です

脱気・マイクロバブル発生液循環が有効な理由です

以下の動画は
複数の超音波と
複数のマイクロバブル発生液循環装置による
超音波のダイナミック制御を実現させています

https://youtu.be/_4RszRCpU88

https://youtu.be/_zvMqCa8wTI

https://youtu.be/r5gCyEtp1QE

https://youtu.be/y8ccTXJhAvw

https://youtu.be/hl1XGaP_jjE

https://youtu.be/bLS4ncbOgWM

https://youtu.be/-SiwslgL2g4

https://youtu.be/jQAc6j1vGOk

https://youtu.be/UvMlb6wxzas

https://youtu.be/W6lcI2T6mek

https://youtu.be/HeyqGSfvoBA

https://youtu.be/KsD3hYr-m68

https://youtu.be/LZY2gXPIiRE

https://youtu.be/uZiuum71pPk

https://youtu.be/kKXl9jt3SXc

https://youtu.be/x9xmRPYopC0

https://youtu.be/6ScLneXAlXY

https://youtu.be/Fe85NzP42AE

https://youtu.be/JQiSDqFHuCk

https://youtu.be/F6vMusrIhYc

https://youtu.be/S85RjXRcesI

https://youtu.be/mMolyo_9DH0

https://youtu.be/MZ08ZShQBgM

上記の技術により
目的の超音波利用に合わせた
水槽の構造設計や液循環位置(ポンプへの吸い込み口、吐出口)は
非常に重要ですが
目的・サイズ・洗浄液・・によりトレードオフの関係が発生する場合があり、
一般的な設定はありません
(具体的な数値は、コンサルティング対応しています)

適切な設定が実現すると
マイクロバブルは超音波作用によりナノバブルに分散します
ナノバブルによる超音波の安定性は、マイクロバブルに比べて大きく
制御がより簡単になります
(具体的な制御は、音圧測定・・・コンサルティング対応しています
 洗剤の使用や撹拌・・では、
 通常の洗浄とは反対の対応事例が多い傾向にあります)

超音波制御装置(制御BOX)
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906

シャノンのジャグリング定理を応用した
「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753

超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439

 

ジャンル:
ビジネス実用
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