CN103402597A - 消泡方法以及消泡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供消泡方法以及消泡装置。通过使用声波导管使因激光诱导破裂的冲击而产生的脉冲状声波朝向液体表面方向，得到有效的消泡效果。因激光诱导破裂的冲击而产生的脉冲状声波在声波导管的内周面的反射波朝向与液体表面对置的声波导管的开口部方向，减少行进的各方向的上述反射波到达开口部的时间差。
Description
技术领域
本申请发明涉及适用于消除液体表面上的泡沫，特别是涉及消除在向金属罐、塑料制杯、浅盘状容器、PET瓶、瓶罐或玻璃瓶等各种容器填充饮料等内容物时产生的泡沫的消泡方法以及消泡装置。
背景技术
在装入各种容器的饮料(罐装饮料、PET瓶装饮料、瓶装饮料等)的填充工序中，通常在填充机中向直立的容器从上方填充饮料，接着用密封装置(折边机·压盖机等)由盖或帽进行密封。此外，作为保持饮料的品质、提高味道的重要因素，存在减少密封容器内的残存氧量的情况，特别是，从容器内的顶部空间除去氧的情况尤为重要。为此，开发使用有基于在即将密封之前的下盖出气(under cover gassing)等气体置换所进行的脱氧技术。另一方面，由于装入容器饮料为大量消耗的制品，因此追求填充工序的高速化，当为罐装饮料的情况下，每分钟制造1000罐～2000罐的高速生产线已投入使用，在这样的高速生产线的饮料的填充过程中会在容器内产生泡沫。该泡沫产生的迹象以及所产生的泡沫的消失迹象因各个饮料的性质、填充条件不同而各异，通常情况下，生产速度越快，会产生越多的泡沫，并且到泡沫消失为止的时间不足，会以泡沫残留的状态进行密封。
另外，泡沫内的氧在顶部空间的气体置换中无法被除去，因此妨碍顶部空间的氧量减少。特别是，在基于气体置换的脱氧技术提高的当前情况下，成为残存氧量的主要原因。目前，为了抑制泡沫，使用有向饮料处方中混合消泡剂的方法，但这样有时会给饮料等内容物的味道带来影响，因此，谋求使泡沫在填充到密封的期间消失的有效的消泡技术。
因此，作为针对该要求的解决对策，提出有照射作为外部能量的激光的消泡技术，例如，提出有用激光的光束激发形成泡沫膜的分子间结合与膜内的水分子或有机分子的振动，进而切断分子间结合以此消除泡沫的消泡技术。(专利文献1)
另外，本申请人也发现利用由脉冲状激光的激光诱导破裂的冲击而产生的脉冲状声波针对消泡可发挥优异的效果，并提出“使用脉冲状声波破坏泡沫以此实现消泡的消泡方法”(专利文献2)。
专利文献1：日本特开昭63-252509号公报
专利文献2：日本国际公开2007-086339号公报
然而，在以往的上述专利文献1所进行的消泡技术中，由于以激光的光束照射各泡沫，因此消泡需要较长时间，从而无法快速地进行消泡，另外，也无法将容器内周面附近的泡沫有效地消除。
另一方面，在上述专利文献2所进行的消泡技术中，由于利用激光诱导破裂的冲击产生脉冲状声波，从音源起伴随着强压力变化的脉冲状声波以球面波的形式传播进而破坏并消除泡沫，因此脉冲状声波传播直至容器的内周面，能够有效地消除在以往的方法中难以消泡的容器内周面附近的泡沫。
但是，这样对于饮料等液体表面的冲击较大，产生液滴飞溅并附着于装置或聚光透镜等聚光光学系统等，造成污染。
因此，因此为了防止激光振荡装置、聚光透镜等聚光光学系统等受到来自液体表面的蒸气、破裂泡沫的泡沫点等污染，必须使上述聚光光学系统的位置远离上述液体表面，由此造成激光的聚光性下降而无法提高消泡性能。
这样，本申请人所提出的专利文献2的消泡技术相比以往的专利文献1等消泡技术为更好的技术，但根据随后进行的研究发现在如下方面仍有改进的余地：1.脉冲状的激光向液体表面照射，透镜等光学元件为了避免受到来自液体表面的蒸气、破裂的泡沫产生的泡沫点等污染而必须加长焦距，因此在缩短上述焦距提高激光的聚光性方面仍需改进，2.脉冲状声波在自由空间产生并以球面波的形式传播，仅有部分上述脉冲状声波参与到消泡中，因此消泡效率下降，因此在提高上述消泡效率方面仍需改进。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述的消泡技术中的问题点而完成的，其目的在于提供一种针对利用因脉冲状激光的激光诱导破裂的冲击而产生的脉冲状声波的消泡技术，提高上述脉冲状声波的消泡时的利用效率，防止聚光光学系统等污染，得到有效的消泡效果的消泡方法以及将该方法具体化的消泡装置。
本发明人为了解决上述课题而进行了认真的研究，发现通过使用声波导管将因脉冲状激光的激光诱导破裂的冲击而产生的脉冲状声波朝向液体表面方向，能够解决上述课题。
本技术方案1的发明提供一种消泡方法，是通过由脉冲状激光产生的脉冲状声波使液体表面的泡沫破坏的消泡方法，其特征在于，上述脉冲状声波在声波导管的内周面处所产生的反射波朝向与上述液体表面对置的声波导管的开口部方向，减少行进的各方向的反射波到达上述开口部的时间差，由此解决上述课题。
本技术方案2的发明，在技术方案1的消泡方法的结构的基础上，将上述反射波的行进方向相对于声波导管的轴心方向形成为40°以下，由此解决上述课题。
本技术方案3的发明提供一种消泡装置，是通过由脉冲状激光产生的脉冲状声波使液体表面的泡沫破坏的消泡装置，其特征在于，具有：脉冲状激光振荡装置；聚光光学系统，该聚光光学系统将由该脉冲状激光振荡装置振荡而产生的脉冲状激光聚光；以及声波导管，该声波导管被配置为使聚光的激光的焦点位于该声波导管的内部空间且该声波导管的开口部与液体表面对置，上述声波导管形成为具有供上述脉冲状激光通过的激光入射孔，并且内周面的内径至少从上述焦点或该焦点附近起趋向上述开口部而增加，由此解决上述课题。
本技术方案4的发明，在技术方案3的消泡装置的结构的基础上，上述声波导管的内周面朝向开口部具有锥形部，由此解决上述课题。
本技术方案5的发明，在技术方案4的消泡装置的结构的基础上，上述锥形部由一段的锥形部构成，锥形角度相对于轴心方向形成为25°～60°，由此解决上述课题。
本技术方案6的发明，在技术方案4的消泡装置的结构的基础上，上述锥形部由趋向上述开口部而锥形角度逐渐变小的二段的锥形部构成，且上述二段的锥形部的各自的锥形角度相对于轴心方向分别形成为60°～80°、30°～50°，由此解决上述课题。
本技术方案7的发明，在技术方案4的消泡装置的结构的基础上，上述锥形部由趋向上述开口部而锥形角度逐渐变小的三段的锥形部构成，且上述三段的锥形部的各自的锥形角度相对于轴心方向分别形成为60°～80°、30°～50°、10°～20°，由此解决上述课题。
本技术方案8～11的发明，在技术方案4～7的消泡装置的结构的基础上，在上述锥形部的下方具有朝向上述开口部的等径部，由此解决上述课题。
本技术方案12的发明，在技术方案3的消泡装置的结构的基础上，在相比上述聚光的激光的焦点靠与上述开口部相反的一侧具有后方反射壁，该后方反射壁将从上述焦点向与上述开口部方向相反的方向行进的各方向的脉冲状声波朝开口部方向反射，由此解决上述课题。
根据本技术方案1的消泡方法，能够使以往自由空间的脉冲状声波的能量集中于声波导管的开口部方向，能够缩小作用于饮料等液体表面的脉冲状声波的每单位时间的能量的减少。
另外，上述脉冲状声波的反射波到达饮料等内容液的液体表面为止的反射次数也减少，因此因该反射而引起的能量的衰减也减少，能使能量的利用效率进一步提高，以较低的激光输出便能够有效地消泡。
进而，因此，能使激光振荡装置、聚光光学系统远离液体表面，其配置的自由度变高，能够防止上述激光振荡装置、聚光光学系统的污染，并且能够构成高效的聚光光学系统等。
根据本技术方案2所述的结构，能够将行进的各方向的脉冲状声波的反射波到达开口部为止的时间差缩小到得到与实际反射波同时到达开口部的情况相同的消泡效果的等级，能量的利用效率进一步提高，以较低的激光输出便能够有效地消泡。
根据本技术方案3的消泡装置，将技术方案1的消泡方法具体化，能够形成起到上述的效果的消泡装置，能够分离激光路与脉冲状声波的行进路，因此激光振荡装置、聚光光学系统等配置的自由度进一步升高，能够防止污染，并且能够构成更为高效的聚光光学系统等从而消泡。
根据本技术方案4所记载的结构，将声波导管的内周面形成为简单的形状，便能够将脉冲状声波的在声波导管的内周面处的反射波朝向开口部方向，另外，声波导管的构造变得简单，制造容易、成本降低，并且朝设备的配置也变得容易，自由度提高。
根据本技术方案5所记载的结构，能够将脉冲状声波的反射波行进方向相对于声波导管的轴心方向设定为40°以下，因此，能够将行进的各方向的上述反射波到达开口部为止的时间差减少到得到与实际上反射波同时到达开口部的情况相同的消泡效果的等级，另外，能量的利用效率提高，以低激光输出便能够有效地消泡。
根据本技术方案6所记载的结构，能够将脉冲状声波的反射波的行进方向相对于声波导管的轴心方向进一步缩小，因此能够进一步缩小行进的各方向的上述反射波到达开口部为止的时间差，能量的利用效率进一步提高，以低激光输出便能够有效地消泡。
根据本技术方案7所记载的结构，能够将脉冲状声波的反射波的行进方向相对于声波导管的轴心方向更进一步缩小，因此能够更进一步缩小行进的各方向的上述反射波到达开口部为止的时间差，能量的利用效率更进一步提高，以低激光输出便能够有效地消泡。
根据本技术方案8～技术方案11所记载的结构，通过设置等径部，使得开口部的面积不受声波导管的长度影响而为恒定，能够使反射波集中于恒定的面积的开口部，因此能够自由地设定激光的焦点与液体表面的距离，激光振荡装置、聚光光学系统的配置的自由度进一步提高，能够防止污染，并且能够构成更为有效的聚光光学系统。
根据本技术方案12所记载的结构，能够使脉冲状声波朝向开口部方向反射并加以利用，因此能量的利用效率进一步提高，以低激光输出便能够有效地消泡。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的消泡装置的剖面简要图。
图2是本发明的其他实施方式所涉及的消泡装置的剖面简要图。
图3是本发明的其他实施方式所涉及的消泡装置的剖面简要图。
图4是本发明的其他实施方式所涉及的消泡装置的剖面简要图。
图5是本发明的其他实施方式所涉及的消泡装置的剖面简要图。
图6是消泡的各实验的比较实验图。
附图标记说明：
100、200：消泡装置；110、210：脉冲状激光振荡装置；120、220：聚光光学系统；121、221：透镜；122：棱镜；223：反射镜；130、230：声波导管；131、231：开口部；132、232：锥形部；133、233：等径部；134、234：激光入射孔；235：后方反射壁；236：激光通过孔；A：容器；B：泡沫；C：内容物；L：激光；S：焦点；P：脉冲状声波。
具体实施方式
本发明的消泡方法是利用由脉冲状激光产生的脉冲状声波破坏液体表面的泡沫的消泡方法，使上述脉冲状声波的声波导管(acoustic waveguide)的内周面的反射波朝向与上述液体表面对置的声波导管的开口部方向，以减少行进的各方向的反射波到达上述开口部的时间差。
另外，本发明的消泡装置是将上述消泡方法具体化的装置，具备脉冲状激光振荡装置、将由该脉冲状激光振荡装置振荡而产生的脉冲状激光聚光的聚光光学系统、被配置为使聚光后的激光的焦点位于内部空间且开口部与液体表面对置的声波导管，上述声波导管具有供上述脉冲状激光通过的激光入射孔，并且形成为内周面的内径至少从上述焦点附近起趋向上述开口部增加。
图1示意性地示出其基本的方式中的消泡原理。在图中，100为消泡装置，其包括：产生脉冲状的光L的脉冲状激光振荡装置110、将由该脉冲状激光振荡装置110振荡而产生的脉冲状激光L聚光于焦点S的聚光光学系统120以及声波导管130，该声波导管130的开口部131被配置为在铅垂方向上方面对消泡对象物的饮料等的液体表面。
在图1所示的实施方式中，在向容器A填充内容物C的密封填充生产线上，在将填充有内容物C的容器A输送至密封装置的输送机的上方或者密封装置内的密封前的容器通过位置的上方垂直地配置声波导管130，并配置脉冲状激光振荡装置110以及聚光光学系统120，以便从该声波导管130的轴心方向照射脉冲状激光L。
作为上述脉冲状激光振荡装置110，优选的是振荡能够使蓄积在激光介质的能量以光脉冲的形式一下释放的脉冲状激光的装置。作为脉冲状激光，例如可举出能够进行Q开关振荡的YAG激光、YVO4激光、YLF激光、TiS激光等飞秒激光。这些脉冲状激光具有几Hz～几十kHz的重复周期，将在该重复周期期间蓄积的能量以几飞秒(fs)乃至几十纳秒(ns)这样的极短的时间跨度释放。因此，能够从较少的输入能量中高效地得到高峰值功率。作为脉冲状激光振荡装置，除此之外还可使用使CO2激光、准分子激光、半导体激光等各种激光振荡的脉冲状激光振荡装置。另外，还可以使用从这些激光的基波利用波长转换元件生成的高次谐波光。这些脉冲状激光中还包括连续振荡(CW)脉冲状激光，而在这种情况下，也能够通过使用快门等光控制部件来生成脉冲状的光。
对于本实施方式的聚光光学系统120，示出在脉冲状激光振荡装置110与声波导管130之间配置的1块聚光透镜121，但并不是一定限定于此。
另外，聚光光学系统120也可以与脉冲状激光振荡装置110分体形成，也可以与脉冲状激光振荡装置110一体设置。另外，如图2所示，也可以配置为在聚光光学系统120设置棱镜122及反射镜等而使脉冲状激光L弯曲并聚光，使脉冲状激光振荡装置110的照射方向成为声波导管130的轴心方向以外的方向。
声波导管130由激光入射孔134侧的锥形部132与开口部131侧的等径部133构成，上述锥形部132形成为内周面的内径从脉冲状激光的至少焦点S或其附近起趋向上述开口部131而增加。此外，由聚光光学系统120聚光后的脉冲状激光L以上述焦点S位于声波导管130的上述锥形部132的内部空间的方式从激光入射孔134向内部照射。
在焦点S处，通过激光诱导破裂产生脉冲状声波P，其强度根据焦点S处的每单位面积的光功率密度而变化。因此，通过将聚光光学系统120最佳化来提高聚光性，能够从相同的激光输出高效地产生激光诱导破裂。通常情况下，透镜的开口数(NA)越大越利于提高聚光性。这意味着越是大口径且焦距短的透镜则聚光性越高。然而，如果使用聚光效率好的焦距短的透镜，则与液体表面间的距离变窄，会因液滴的飞溅等而使聚光光学系统遭受污染。另外，使波面平静更有利于提高聚光性。因此，优选为使用通过多个透镜的组合修正象差的组合透镜(消球差透镜)、按照波面的状态设计透镜面的形状的非球面透镜等。
由于利用激光诱导破裂的冲击而产生的脉冲状声波P以球面波的形式传播，因此当在自由空间产生脉冲状声波P时，每单位面积的声波强度与距离的平方成反比而急剧衰减。因此，一直以来无法增长激光的焦点S到液体表面的距离。
在本发明中，采用声波导管130，脉冲状声波P在声波导管130的内周面的反射波朝向与液体表面对置的声波导管130的开口部131方向，减少行进的各方向的反射波的脉冲状声波P到达开口部131为止的时间差。
即，通过在激光的焦点S侧设置声波导管130的锥形部132，朝向声波导管130的内周面的脉冲状声波P以与声波导管130的轴心方向所成的角度变小的方式被反射后朝向开口部131侧行进，脉冲状声波P的行进的各方向的上述反射波几乎不产生时间差地向开口部131行进。因此，到达反射波的开口部131的反射次数减少，也能够降低因反射造成的能量的衰减。另外，朝向声波导管130的内周面的脉冲状声波P部分成为直射波，朝声波导管130的开口部131侧直接行进，而在上述反射波与直射波中时间差也变少。
因此，与在自由空间产生脉冲状声波P的情况相比，利用声波导管130能够使上述脉冲状声波P的每单位面积的能量无衰减地在相对长的距离中传播，并且，减少了行进的各方向的反射波到达开口部131为止的时间差，由此作用于液体表面的脉冲状声波P的每单位时间的能量的减少也变小。此外，能够增长激光的焦点S到液体表面的距离，并且使用上述声波导管130，由此防止上述的污染，能够使用聚光效率好的焦距短的透镜来提高聚光性。
理论上，较为理想的是形成为到达直接开口部131的直射波以外的脉冲状声波P在声波导管130的内周面仅反射1次便朝向开口部131方向的内周面形状。
然而，在实际情况下，在声波导管130的内周面发生数次反射也能够得到相似的充分的效果，因此，声波导管130形成为内周面的内径至少在焦点P附近趋向开口部131而增加，由此得到充分的效果。具体地说，作为制作简单且容易得到效果的形状，声波导管130的内周面只要朝向开口部131具有锥形部132便可。
特别是，认为反射波的行进方向相对于声波导管130的轴心方向在40°以下会得到明显的效果，为此优选为上述声波导管130的内周面的锥形部由一段的锥形部132构成，锥形角度相对于轴心方向形成为25°～60°。
此外，如果遍及全长地将声波导管130的内周面形成为锥形，则随着从焦点P到开口部131的距离变长而开口部131的面积变大，因此最好设置等径部133，以使开口部131仅位于容器A的上面来使脉冲状声波P的能量集中。
另外，为了形成接近更理想的内周面形状的形状，上述锥形部132由随着趋向声波导管130的开口部而锥形角度逐渐变小的二段的锥形部构成，更优选的是各个锥形角度相对于轴心方向形成为60°～80°、30°～50°。
进而，为了进一步形成接近理想的内周面形状的形状，如图3所示，更优选为，上述锥形部132由随着趋向声波导管130的开口部131而锥形角度逐渐变小的三段的锥形部132a、132b以及132c构成，各个锥形角度相对于轴心方向形成为60°～80°、30°～50°、10°～20°。
其他实施方式
图4示出本发明的其他实施方式。
在本实施方式中，构成为在声波导管230的锥形部232的侧方设置激光入射孔234，将脉冲状激光振荡装置210以及聚光光学系统220设置在侧方，将脉冲状激光L从侧方照射并向焦点S聚光。
此外，通过在声波导管230的相比焦点S靠与开口部相反的一侧设置后方反射壁235，使从焦点S向与开口部方向相反的方向行进的脉冲状声波P由后方反射壁235朝开口部231方向反射，进而作为用于消泡的能量加以利用。
由此，能量的利用效率进一步提高，即便是低激光输出也能够有效地进行消泡。另外，由于能够分离激光路与脉冲状声波P的行进路，因此能够构成聚光光学系统220的制约较少、聚光效率高的聚光光学系统。
进而如图5所示，在激光入射孔234的相反侧方设置激光通过孔236，在该激光通过孔236的外侧设置反射镜223，由此被反射镜223反射后的激光也朝向焦点S，因此在焦点S的能量密度提高，即便是少的激光输出也能够产生较大的脉冲状声波P。
此外，当在声波导管230的内部设置反射镜的情况下，无需形成该激光通过孔236。
另外，也可以在声波导管230的周壁设置气体导入口，从外部向声波导管230内导入气体(例如氮气气体等非活性气体、空气等)。
在该情况下，例如，当在内容物填充后立即进行消泡时，能够防止从容器内的饮料等填充内容液产生的蒸汽侵入声波导管并形成污染，能够防止因破裂而产生的臭氧从开口部231流出进而进入容器内。此外，优选为当设置气体导入口的情况下，使其位于激光的焦点S与开口部231之间。
另外，声波导管的开口部231还可以形成喇叭状，以便抑制在开口部的脉冲状声波的传播损失。
声波导管的长度加长或缩短均可，并未特别受到限定。另外，在声波导管的内部，优选为焦点S的位置位于上述声波导管的中心轴上，以便将脉冲状声波P的波面均衡地传递至开口部。
另外，当在声波导管的与开口部相反的一侧设置后方反射壁235的情况下，并不局限为图5所示的封闭锥形部232的延长部的平面形状，也可以是考虑到上述声波导管内部的脉冲状声波P的行进方向的适当的形状。
实验
1.激光的聚光条件
激光振荡装置：Quantel公司制YAG激光振荡装置(BrilliantB)、(激光的波长：1064nm)
聚光透镜：西格玛光机制聚光透镜(NYTL-30-50PY1)
2.声波导管
(1)长度
长度100mm，以便焦点聚焦于激光入射孔的中心。
(2)激光入射孔内径、开口部内径
实验1：激光入射孔内径、开口部内径φ40mm。
实验2～7：激光入射孔内径φ10mm、开口部的内径φ40mm。
(3)内周面形状
实验1：直线管。
实验2：从激光入射孔起形成锥形角度150°(高度4mm)的锥形部的锥形管。
实验3：从激光入射孔起形成锥形角度120°(高度8.7mm)的锥形部的锥形管。
实验4：从激光入射孔起形成锥形角度90°(高度15mm)的锥形部的锥形管。
实验5：从激光入射孔起具有锥形角度60°(高度26mm)的一段的锥形部的锥形管。
实验6：从激光入射孔起具有锥形角度75°(高度5.2mm)、45°(高度32mm)的二段的锥形部的锥形管。
实验7：从激光入射孔起具有锥形角度71°(高度4.4mm)，42°(高度25mm)、13°(高度60mm)的三段的锥形部的锥形管。
此外，上述锥形部的锥形角度、高度为相对于上述声波导管的轴心方向的角度、高度，朝向开口部，余部为等径部。
3.饮料罐
利用漏斗向内容量200g罐在起泡的同时填充65℃的含牛奶的咖啡190g，在从声波导管的开口部离开10mm的位置设置饮料罐。
在图6中示出各实验的结果。
4.声波导管的内周面形状
对于各实验1～7的声波导管的内周面形状，使用OPHIR公司制功率表30A-P-17以及VEGA将脉冲状激光的每1个脉冲的输出设定为260mJ与390mJ，通过照相确认产生1次的脉冲状声波时的消泡结果。
其结果，在从激光焦点附近趋向声波导管的开口部而内周面的内径增加的锥形部由一段的锥形部构成且锥形角度形成为60°的条件(实验5)、上述锥形部由随着趋向声波导管的开口部而锥形角度逐渐变小的二段的锥形部构成且各个锥形角度形成为75°、45°的条件(实验6)、以及上述锥形部由趋向声波导管的开口部而锥形角度逐渐变小的三段的锥形部构成且各个锥形角度形成为71°、42°、13°的条件(实验7)下消泡效果提高。
5.声波导管的脉冲状声波的传播状态
在上述各实验1～7中的声波导管的内周面形状中，在产生脉冲状声波后，确认经过294微妙(μs)后的脉冲状声波的传播状态，结果发现在消泡效果明显上升的实验5～7中，沿声波导管的内周面行进的各方向的脉冲状声波的反射波相对于上述声波导管的轴心方向产生40°以下的错开角度。
这样，由于该40°以下的错开角度，使得反射波朝向声波导管的开口部方向，在直接朝向上述开口部的直射波到达开口部的时刻，反射波也到达开口部附近，上述反射波与直射波的到达上述开口部的时间差变少，消泡效果明显上升。
因此，基于该结果，重要的是将声波导管的内周面形状形成为产生40°以下的错开角度的形状，具体地说形成为内周面的内径从激光的焦点或其附近起趋向上述声波导管的开口部增加的形状。
此外，当声波导管的内周面的形状形成为上述的实验5的内径趋向声波导管的开口部而增加的一段的锥形部，特别是形成为趋向上述开口部而锥形角度逐渐变小的实验6的二段的锥形部或形成为实验7的三段的锥形部的情况下，脉冲状声波的声波导管的内周面上的反射波朝向开口部方向，行进的各方向的反射波到达上述开口部的时间差依次变少。
因此，声波导管的内周面的形状最好形成为上述的锥形部。
至此，示出了本发明的消泡方法以及消泡装置的各种实施方式，但本发明并不局限于这些实施方式，只要能够使用在声波导管内产生的脉冲状声波瞬间破坏泡沫，则其具体的手段不受特别限定，能够采用各种方法以及装置。
本发明能够应用于金属罐、塑料制杯、浅盘状容器、PET瓶、瓶罐、玻璃瓶等各种容器。通常情况下脉冲状激光的重复周期以及脉冲宽度较短，因此尽管容器被输送却也能够作为实际停止的情况进行处理，可以对一个容器产生一次的脉冲状声波，也可以在任意的重复周期产生多次的脉冲状声波。另外，可以照射单个的光束，也可以照射多个光束。进而还能够使用电流镜等光学元件扫描光束并且产生多个脉冲状声波。
工业实用性
本发明的消泡方法以及消泡装置适于消除在向各种容器填充饮料等内容物时产生的泡沫，但并不局限于向上述各种容器填充饮料等内容物的情况，例如还能够利用于消除在豆腐制造工序等各种食品制造工序等中产生的泡沫、在各种工业领域的消泡手段。
Claims (12)
1.一种消泡方法，是通过由脉冲状激光产生的脉冲状声波使液体表面的泡沫破坏的消泡方法，其特征在于，
所述脉冲状声波在声波导管的内周面处所产生的反射波朝向与所述液体表面对置的声波导管的开口部方向，减少行进的各方向的反射波到达所述开口部的时间差。
2.根据权利要求1所述的消泡方法，其特征在于，
所述反射波的行进方向相对于声波导管的轴心方向的角度形成为40°以下。
3.一种消泡装置，是通过由脉冲状激光产生的脉冲状声波使液体表面的泡沫破坏的消泡装置，其特征在于，
所述消泡装置具有：脉冲状激光振荡装置；聚光光学系统，该聚光光学系统将由该脉冲状激光振荡装置振荡而产生的脉冲状激光聚光；以及声波导管，该声波导管被配置为使聚光的激光的焦点位于该声波导管的内部空间且该声波导管的开口部与液体表面对置，
所述声波导管形成为具有供所述脉冲状激光通过的激光入射孔，并且内周面的内径至少从所述焦点或该焦点附近起趋向所述开口部而增加。
4.根据权利要求3所述的消泡装置，其特征在于，
所述声波导管的内周面朝向开口部具有锥形部。
5.根据权利要求4所述的消泡装置，其特征在于，
所述锥形部由一段的锥形部构成，锥形角度相对于轴心方向形成为25°～60°。
6.根据权利要求4所述的消泡装置，其特征在于，
所述锥形部由趋向所述开口部而锥形角度逐渐变小的二段的锥形部构成，且所述二段的锥形部的各自的锥形角度相对于轴心方向分别形成为60°～80°、30°～50°。
7.根据权利要求4所述的消泡装置，其特征在于，
所述锥形部由趋向所述开口部而锥形角度逐渐变小的三段的锥形部构成，且所述三段的锥形部的各自的锥形角度相对于轴心方向分别形成为60°～80°、30°～50°、10°～20°。
8.根据权利要求4所述的消泡装置，其特征在于，
在所述锥形部的下方具有朝向所述开口部的等径部。
9.根据权利要求5所述的消泡装置，其特征在于，
在所述锥形部的下方具有朝向所述开口部的等径部。
10.根据权利要求6所述的消泡装置，其特征在于，
在所述锥形部的下方具有朝向所述开口部的等径部。
11.根据权利要求7所述的消泡装置，其特征在于，
在所述锥形部的下方具有朝向所述开口部的等径部。
12.根据权利要求3所述的消泡装置，其特征在于，
在相比所述聚光的激光的焦点靠与所述开口部相反一侧具有后方反射壁，该后方反射壁将从所述焦点向与所述开口部方向相反的方向行进的各方向的脉冲状声波朝开口部方向反射。
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