JPH0230285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波を利用した過装置に関するも
のでより詳しくは超音波発振エネルギーを有効利
用した過効果の大きい超音波過装置に関する
ものである。 〔従来の技術〕 一般に各種の過操作において超音波を利用す
ることは周知である。その際、超音波発振チツプ
が空中に露出すると超音波が液中に殆んど通入し
ない為に安全をみて、発振チツプ全体を完全に液
中に浸漬させることが通常行われている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら本発明者等の検討によれば、かゝ
る従来方式では、相当の超音波発振エネルギーを
損失していることとなる。即ち、一般に超音波発
振ホーンと発振チツプは形状が異なり、かつ発振
チツプの方が大きいことがしばしばであるが、こ
の場合に超音波発生装置で発生される振動が超音
波発振面全面から液体中に伝達されるため、実際
に過処理に必要な超音波以上の超音波を発振す
ることとなり、超音波発振エネルギーに対し過
効率が低く、更に大量の液体を過処理する場合
は、超音波発生装置の能力を大きくしなければな
らず、設備的、エネルギー的に相当の損失を生じ
ていることが見出された。 〔問題点を解決する手段〕 本発明者等はかゝる問題点を解決すべく鋭意検
討した結果、超音波を発振するに際し超音波発振
面がガラス体中にある場合は、超音波発振面が液
体中にある場合に比べて格段と発振エネルギーが
少なくて良い事に着目し、過処理に有効に活用
される超音波発振チツプの下方部だけを液体中に
浸漬し、過処理に有効に活用されない超音波発
振チツプの上方部をガス体中におくことにより同
一の過能力に対し超音波発振エネルギーを著し
く効率化し得ることを見い出し本発明に到達し
た。 すなわち、本発明の目的は超音波発振エネルギ
ーを有効的に利用して過処理能力の大きな超音
波過装置を提供することにあり、この目的は被
過体供給導管を有する過機本体、該本体内に
設けられた材層、該材層の表面に対面して設
けられた超音波発振チツプ、前記材層の裏面側
から過機本体外に通ずる過処理体抜出導管を
有する超音波過装置において、過機本体に気
体室を設け、前記超音波発振チツプを該気体室に
おいて被過体に浸漬せしめると共に、前記超音
波発振チツプの発振側先端を被過体内に常時浸
漬させる為の液面調節機構を設けた事を特徴とす
る超音波過装置によつて達成され、更により好
ましくは、上記液面調節機構の最も簡便な方式と
して具体的に、液面調節機構が過機本体内に挿
入され、所望液面に開口する液面調節用挿入管か
ら成る方式を提案するものである。 以下、本発明を詳細に説明するが、本発明にお
いて被過体とは一般に過除去されるべき懸濁
固体を含有する各種液体であり得るが、特に本発
明は、例えばカーボンブラツク、染顔料、微粒シ
リカ等の凝集性を有する微粒子を含有する液体で
あつて、このスラリーから該微粒子以外の固形異
物のみを選択的に除去する場合に最も効果的であ
る。 以下、図面に基づいて説明すると、第１図は本
発明装置の一例を示す縦断面模式図であつて同図
において１は過装置本体、２は材体、３は
材層、４は被過体帯域、５は過処理体帯域、
６は被過体導入管、７は過処理体抜出管、８
は超音波発生装置、９は超音波発振ホーン、１０
は超音波発振チツプ、１１は気体室、１２は液面
調節用挿入管、１３はガス供給管、１４は発振チ
ツプ側面に設けられたスリツトを示す。 過装置本体１の被過体帯域４に被過体導
入管６より被過体を供給し、超音波発振チチツ
プ１０により超音波を材層３に照射することに
より材層３上に捕捉された被過体中の固形物
に振動、分散力を与えながら過処理を行なう。 得られた過処理体は過処理体域５を経て
過処理体抜出管７より機外へ排出される。材層
３にて過されなかつた被過体は液面調節用挿
入管１２により機外に排出される。この機外に排
出される被過体量は過処理体量に対し１〜５
倍程度にするのが良い。 被過体から、懸濁固体粒子を除去する場合
は、液が抜出管７から取出され、濃縮されたス
ラリーが挿入管１２から排出されることとなり、
又被過体から例えば凝集性微粒子以外の大きい
固形異物を除去する場合は、精製された微粒子含
有スラリーが抜出管７から、固形異物を濃縮して
含んだ被過体が挿入管１２からそれぞれ取出さ
れる。なお、この液面調節用挿入管１２は過装
置本体１の下方より上向きに挿入されていても良
い。 液面調節用挿入管１２により被過体の液面が
調節されるため被過体帯域４の上方部に気体室
１１が形成される。気体室を形成する気体は特段
限定されるものではないが、非凝縮性気体が好ま
しく、好便には、空気等が採用される。なお、液
面の調節を正確に行なうためには、気体室内の圧
力により液面調節用挿入管の開口部より上方の被
過体を押出すようにすればよく、供給管１３よ
り気体室１１に供給されるガス圧力は過装置本
体１内の圧力より若干高い圧力であれば良い。よ
り好ましくは気体室１１の圧力を被過体の液面
水準に連動して適宜調節する圧力調節機構を介し
てガス供給管１３からのガスの給排を操作するこ
ともできる。 かゝる液面調節用挿入管は、いわば被過体の
排出管を発振チツプの下端より上の適当位置に開
口させたことで液面調節を行うものであるが、本
発明ではこの様な方式に限らず、一般に液面水準
の調節機構として周知の各種の方式を採用し得る
ことが理解されよう。また超音波の特性上、超音
波発振チツプの一辺の長さが超音波発振チツプの
材質における振動の波長の1/4倍を超える場合、
超音波発振チツプに異常振動が発生しやすくなる
ので、この異常振動を抑制するため超音波発振チ
ツプにスリツトを設けるが、この超音波発振チツ
プに設けるスリツトの上・下面も超音波発振面と
なる事から、超音波発振チツプの一辺の長さが長
くなればなる程、過処理に有効に活用されない
超音波エネルギーが増加する事になる。超音波発
振チツプにスリツトを設けた場合、液面調節位置
を超音波発振チツプ下端面と超音波発振チツプに
設けられたスリツトの下端面との間にすれば過
処理に有効に活用されない超音波エネルギーを最
少限にする事が出来る。 なお図面では長方形状の超音波発振チツプを装
着した過装置について説明したが、本発明では
発振チツプの形状については特に制限されず、円
筒形状の発振チツプを装着した過装置に適用す
ることが可能である。 〔発明の効果〕 本発明の装置では従来の超音波過装置と同一
処理能力を得るのに必要な超音波発振エネルギー
を低減化することができ、その結果、超音波発振
子の性能上超音波発振エネルギーに限界があるた
め超音波過装置の大型化が困難であつた点を解
消し大型の超音波過装置を製造することができ
る。 〔実施例〕 第１図に示す装置において、超音波発振周波数
19KHz、超音波発振々幅量20μｍ過装置内封入
液体を水とし、第２図に示す超音波発振チツプを
用いて、超音波発生装置で消費された電力を、
過装置内加圧々力の影響、液面の影響（第２図に
示すイ、ロ、ハにて測定）についてその結果を第
１表に示す。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断面模式図、第２図は
第１図に示す超音波発振チツプの拡大正面図であ
る。 １：過装置本体、２：材体、３：材層、
４：被過体帯域、５：過処理体帯域、６：被
過体導入管、７：過処理体抜出管、８：超音
波発生装置、９：超音波発振ホーン、１０：超音
波発振チツプ、１１：気体室、１２：液面調節用
挿入管、１３：ガス供給管、１４：スリツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被過体供給導管を有する過機本体、該本
   体内に設けられた材層、該材層の表面に対面
   して設けられた超音波発振チツプ、前記材層の
   裏面側から過機本体外に通ずる過処理体抜出
   管を有する超音波過装置において、過機本体
   に気体室を設け、前記超音波発振チツプを該気体
   室において被過体に浸漬せしめると共に、前記
   超音波発振チツプの発振側先端を被過体内に常
   時浸漬させる為の液面調節機構を設けた事を特徴
   とする超音波過装置。 ２ 特許請求の範囲第１項における液面調節機構
   が過機本体内に挿入され所望液面に開口する液
   面調節用挿入管から成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の超音波過装置。